STEP7 ile S7-300 – S7-400 PLC programlama

PLC, Otomasyon, Yazılım

Step7 ile S7-300 S7-400 programlama

Siemens S7 Ailesi nedir ? Logo Nedir ? Siemens plc’ler nasıl programlanır Simatic S7-200 Nedir ? Simatic S7-300/400 Nedir ? Simatic C7 Nedir ? Simatic Operatör Panelleri Nedir ? Bu ve benzeri soruların cevaplarını aradığımız ve Siemens Plc’e dair başlangıcı yaptığımız bu içeriğimizde genel konular üzerine eğiliyoruz.

Bir zamanlar sadece insanlar tarafından yapılan veya insanlar tarafından yapılması imkansız olan bazı işlerin günümüzde makinalar tarafından yapılabilmesine yönelik olan çalışmalardır. (İşçinin görevinin makinalar tarafından yapılması mekanizasyon olarak tanımlansada genel olarak otomasyon, makinelerin kendi-kendine idare edebileceği bir sistemi anlatır.)

STEP7 İLE programlama

S7 Ailesi :

Simatic Kontrol sistemleri ; Siemens AG’nin üretmiş olduğu PLC , operatör panel ve bunların yazılımlarını içeren sistemlerdir.

LOGO! ; basit düzeyde anahtarlama ve kontrol sistemleri için lojik modüllere verilen addır. Endüstriyel, ticari ve işlevsel yapıdaki otomasyon işlemleri adına kullanılır.

SIMATIC S7-200 ; Ekonomik mikro Plc olarak geçer. üretimi devam etmemektedir.

SIMATICS S7-300 ; Üretim mühendisliğine odaklanmış sistem çözümleri adına kullanılan Plc’dir.

SIMATICS S7-400 ; Üretim ve proses mühendisliği adına sistem çözümleri için kullanılan güçlü bir Plc’dir.

Operatör Paneli ise ;Kullanıcı ile sistem arasındaki bağlantının kurulduğu arayüz için kullanılır.

LOGO! Nedir ?

Siemens logo plc sürekli gelişmekte olan bir plc çeşididir. Siz programı yazarken belirli bir blok sınırı karşınıza çıkacaktır. LOGO! kullanırken ve bu LOGO! çalışıyorken yazılım aracılığıyla sisteme bağlanıp online izleme imkanınız bulunmamaktadır.

Siemens LOGO Plc’ler sadece fonksiyon blok diyagramı (FBD) ile programlanabilmektedir.

LOGO Plc’ler çalışma gerilimleri , giriş gerilimleri , gerilim türleri(DC-AC) ve giriş-çıkış sayılarına göre değişik ihtiyaçları karşılamak adına değişik tipte üretilirler.

Örnek olarak ; Siemens logo 230 RC 6 girişli ve 4 röle çıkışlı bir plc’dir. Plc hem kendi üzerinde bulunan bir LCD ekran ve hemde PC kablosu bağlantısı ile bilgisayardan programlanabilmektedir.

Giriş ünitesi 115-120 AC ve 230-240 AC olmak üzere farklı gerilimlerde çalışabilmektedir.Çıkış , röle çıkışlı ve 220V AC , 10A’lik kontak değerlerine sahiptir.

SIMATIC S7-200 Nedir ?

Simatic S7-200 serisi minimum maliyetle maksimum performansı sunan mikro Plc ailesidir. Bu Plc çeşidi küçük boyutlu olup güçlü şekilde çalışır.Basit ve kapsamlı kontrol mekanizmaları için kullanılmaktadır.S7-200 CPU’ları tek olarak kullanılmakta olup üzerinde Input/Output’lar bulunmaktadır.

Gerçek zamanlı performansı ve PPI, PROFIBUS-DP, AS-Arabirim gibi güçlü iletişim kanalları bulunmaktadır. Basit kurulum , programlama ve işletim sistemi bulunmaktadır.

Son olarak gelişmiş yeni nesil modüller sayesinde cep telefonu ile kontrol imkanı sağlamaktadır.

Simatic S7-200 CPU :

S7-200 CPU’su komplex yapıda bir mikroişlemci , güç kaynağı ve giriş/çıkış devrelerini içerir. CPU ana beyin olarak işlev görür.İç yapısında ise , mikroişlemcileri , mikrokontrolörleri, Ram ya da eeprom vb. hafıza birimlerini içerir.S7-200 6 farklı CPU tipine sahiptir.Burada önemli olan ayırt edici nokta , CPU hızlarıdır.S7-200’lerin işlemci hızları çok yüksektir. CPU 212 , 1024 tane binary işlemi 1.3ms’de , CPU 214 ise 0.8ms’de tamamlar.

Bu da şu anlama gelmektedir ; 1.000.000 adet işlemi bu CPU’lar 1 saniye gibi kısa bir sürede tamamlayabilirler.

SIMATIC S7-300/400 Nedir ?

S7-300 Serisi ;

Ortalama düzeyde olan otomasyon projeleriniz için idealdir.Kapsamlı modüler sahası ile de yapacak olduğunuz otomasyon sistemlerine en uygun adaptasyon sistemine sahiptir.MPI, Profibus , Modbus , Ethernet vb. haberleşme türlerinin birçoğunu desteklemektedir.

S7-400 Serisi ;

Orta ve yüksek performanslı uygulamalar için güçlü bir Plc çeşididir.Büyük çaptaki uygulamalarınız adına etkin çözümler getirmektedir.

Çok geniş olan bir modül yelpazesine sahip olan S7-400 serileri , yüksek performanslı CPU’ya sahiptirler ve otomasyon işlerinize en uygun adaptasyonu sağlarlar.

SIMATIC Operatörler Panelleri Nedir ?

Bir arayüz ya da bir ekran olarak düşünebiliriz operatör panelleri. OP73, OP77A ve OP77B (MMC,USB) operatör panelleridir. 177 grubu operatör paneller (TPxx touch panel ve OPxx operatör panel) olarak ikiye ayrılırlar.Eğer çok daha büyük bir uygulama yapıyor ve çok daha büyük bir operatör paneline ihtiyaç duyuyorsanız , çeşitli boyutlarda 277 serisi paneller (TPxx, OPxx, MPxx multi paneller) sizler için uygundur.

Tüm HMI ürünleri adına programlama yapılabilecek tek platform ise : SIMATIC WinCC Flexible’dır

SIMATIC C7 Nedir ?

C7 serileri S7-300 Plc ve Operatör panelinin bir araya gelmesinden ortaya çıkmıştır. Giriş ve Çıkış modülleride bu yapı içerisindedir.

C7’ler programlanabilir S7-300 kontrolör ile operatör panelini tek bir birimde birleştirip , kompleks bir yapıya bürünmüştür ve bu sebeple makine kontrollerinde çokça kullanılmaktadır.

IP65 Koruma sınıfı sayesinde endüstriyel kullanıma uygunluğu bulunmaktadır.

S7300 PLC YAPISI İNCELEME :

Güç Kaynağı/Kaynakları : Güç kaynakları CPU , Giriş/Çıkış ve diğer sistemlerin , kartların beslemelerini sağlar.Siemes firması S7-300 serileri için kendilerine has özel güç kaynakları üretmiştir.

Giriş gerilimi 220V AC ve çıkış gerilimi 24V’tur.Ek olarah harici 24V’luk güç kaynaklarıda kullanılabilir.S7-400 Plc’lerde de yine özel bir güç kaynağı modeli vardır ve bu kaynak üzerine takılı hafıza yedekleme pilli işlemci (CPU) sayesinde içerisindeki programı ,kalıcı işaretçileri , sayıcı ve zamanlayıcı içerikleri bilgileri gerilimin kesilmesi durumunda korunmaktadır.

Bu pili sistem üzerinde gerilim varken değiştirmelisiniz.Eğer elektrik yokken değiştirmek istersenizde , dışardan dahili bir kaynakla pil kısmını beslemelisiniz.

CPU (Merkezi İşlem Birimi) : Plc’nin beynidir.Tüm yazılımın tutulduğu , saklandığı ve komutları ile işletildiği mikroişlemci tabanlı kompleks yapıdır CPU. Plc aynı zamanda programlama cihaz bağlantısı adına da bir ara birim olan (MPI Interface)’i içerir.

Başka Plc grupları ile haberleşebilmek adına özel olarak (Ethernet veya Profibus) de bulunur.

Kullanıcı tarafından yazılan PLC programı CPU’nun okunabilir-yazılabilir (RAM) hafızası içerisinde yer alır.Programı saklamak için Memory Kartları bulunmaktadır.Memory kartları da kendi içinde Ram veya EEPROM olarak ikiye ayrılmaktadır.

CPU seçimi program içerisindeki giriş/çıkış sayıları , tipleri , fonksiyon modülleri , Pıd blokları gibi işlemlerin belirlenmesinin ardından belirlenmelidir.

CPU Plc’ler hemen hemen hep +24V beslemelidir. L+ (+24V) girişini ve M(-) (0V) girişini gösterir ve bunlara göre sisteme enerji verilmelidir aksi durumda CPU zarar görebilir.

S7300 CPU’larda topraklama ile 24VDC’nin (-) uçları kısa devredir.Bu şekilde CPU’nun arka kısmındaki metal parça üzerinden raya kısa devre olur ve aynı zamanda pano içerisinde kullanıldığında pano toprağı olacaktır.

Dijital Giriş/Çıkış Kartları :

PLC’ye gelen ve (0) ya da (1) olarak değerlendirilen girişler sayısal girişleri oluşturur.

Örneğin bir valfin kapalı olması durumunda (1) sinyalini Plc’ye yollar ve plc bu 1’e istinaden valfin kapalı olduğunu anlar.

Dijital giriş modülleri 8/16/32-Bit girişli olabilirler.

Sayısal çıkış birimleri ise ; sahada çalışan bir ekipmanın çalıştırması veya durdurması için kullandığı birimlere denir.

Bu modüller ; Plc iç sinyal seviyeleri işleminin ihtiyaç duyduğu ikilik sinyal seviyeleri çeviren elemanlardır. Çıkış modülleri ; röle , triyak veya transistör çıkışlı olabilir.

Sahadaki ekipman doğru gerilimle çalışıyorsa , transistör çıkışlı seçilmelidir.

Alternatif gerilimle çalışıyorsa , triyak çıkışlı seçilmelidir.

Dijital çıkış modüllerinde her bite ait sinyal durumunu gösteren bir LED bulunmaktadır ve karta göre değişebilen kısa devre göstergesi de bulunur. Bu gösterge sayesinde çıkış kısa devre olursa , kart üzerinden bu kısa devreyi görebilme imkanı tanır bizlere.

Kart seçerken dikkat edilmesi gereken diğer bir konuda kart üzerinden çekilecek maksimum akım bilgisidir.Buna dikkat ediniz.

Analog Giriş/Çıkış Kartları :

Endüstriyel anlamda 0-10V ve 4-20ma başta olmak üzere dijital verileri anlamak adına analog modüller kullanılır.

Örnek olarak : Bir basınç transmitterı 1000 Pa olarak ayarlanmışsa , 0 Pa’da 0V yada 4ma çıkış verecektir ve 1000Pa’da da 20ma ya da 10V olarak çıkış verecektir.

Yani biz burada transmitterlar ile Plc’nin anlayabileceği bir dil kullanmış oluyoruz. Ardından program içerisindeki kodlarla da bu işlemleri gerçekleştiriyoruz.

S7-300 serilerinde kullanılan analog kartlarda ayrıca konum belirleyici kart bulunmaktadır. Bu kartlar AI kartına entegre edilerek ölçüm yapılacak olan değerlerin Amper-Volt ya da Direnç olması seçimi yapılabilir.SIMATIC kartları ; 50mV , 500mV , Pt100 , 1V , 5V ,10V , 20mA , +4-20ma aralıklarında ve termokupl , Pt100 ile ölçüm yapabilirler.

Haberleşme Kartları :

Haberleşme kartları ya da modülleri Plc ile Pc arasında ya da Siemens Plc ile diğer Plc türleri arasındaki bağlantının sağlanması adına kullanılır.

Bu modüller ile direkt olarak bağlantı kurulabileceği gibi , mevcut bir ağ üzerinden de çalışma işlemleri yapılabilir.

Ağ bağlantıları üzerinden birden fazla cihaz (LAN), Profibus, MPI üzerinden birbirine bağlanabilir ve veri alışverişi sağlanır.

Fonksiyon Kartları :

PLC programlamada tüm program CPU üzerinden kontrol edilir.PLC’nin CPU’su belli işleri yapmakta yetersiz kalmaktadır ya da çok fazla zamanaşımına uğramaktadır sistem.Bu sebeple CPU’nun yanına ek olarak bu işleri yapması için fonksiyon modülleri takılmaktadır.

Bu modüllerinde kendi içlerinde CPU bulunmaktadır.Fonksiyon modülleri CPU ile dahili hat üzerinden haberleşirler.

Her modül bir CD’ye sahiptir ve bu CD ile ilgili yazılımlar kurulur ve kurulan yazılım ile de modülleri ayarlayabilirsiniz.

CPU ile modüller özel fonksiyon blokları üzerinden haberleşme sağlar.

Ön (Front) Konnektör :

Front ya da Ön konnektör , Plc’nin giriş/çıkış modüllerine gerekli besleme işlemlerinin ve giriş/çıkış bağlantılarının yapıldığı soketli kısımdır.

Örneğin ; 32x24V dijital giriş için 40 girişli front konnektör kullanılmaktadır.Analog girişler adına ise genellikle 20 girişli konnektör kullanılmaktadır.Kartın özelliklerine göre ise bağlantılar değişmektedir.

Dijital girişlerde karta besleme açısından (-) giriş uygulanmaktadır ve giriş/çıkış modüllerinin arızalanması durumunda front konnektör çıkarılarak yerine yeni bir kart takılır ve aynı konnektör kullanılarak işlemlere devam edilir.