ÖNSÖZ
Otomasyon sistemlerinin temel bileşeni olan PLC’ler günün şartlarına uygun gelişim göstermeye devam ediyor. Bu anlamda donanım ve yazılımlar da her üretici firma tarafından otomasyon ve bilgisayar teknolojine uygun hale getirilmeye çalışılıyor.
SIEMENS PLC olarak günümüze kadar kullandığımız; S7 200, S7 300 ve S7 400 PLC’ler artık S7 1200, S7 1500 vb. PLC’ler olarak yoğun bir şekilde kullanılmaya başlandı.
Geçmişte kullandığımız Siemens otomasyon yazılımları olan PLC programlama yazılımları olan MicroWin, Simatic Manager, ekran yapılandırma programları olan WinCC, WinCC Flexible ve motor sürücülerine ait starter ve scout benzeri programlar da artık TIA PORTAL programlama yazılımı içerisinde kullanılabilir durumdadır.
Bütün alanlarda olduğu gibi otomasyon yazılımları da olabildiğince görsel ve kolay ara yüzlü, farklı yöntemlerle programlanabilen ve bilgisayar kullanımının tüm kolaylıklarını uygulayabileceğimiz yapıları kullanıcılarına sunmak zorundadır. TIA PORTAL programlama yazılımı da bu anlamda üzerine düşeni yapmış görünüyor. Biri birinden bağımsız düşünülemeyecek otomasyon yazılımları (PLC, Panel, Scada, motor sürücü…) TIA PORTAL programlama yazılımı altında toplandı. Böylece programlar arasındaki iletişim çok daha kolay yapıya dönüştürüldü.
S7 1200 PLC’ler piyasaya ilk sürüldüğünde V1.0 ve TIA Portal V10.5 ile programlanıyor idi. Günümüzde CPU (V4.4…) ve yazılım (V16…) sürümüne yükseltildi ve daha da devam edecektir. Bizde önceki baskılara ilaveten bu baskıda CPU V4.4 ve TIA PORTAL V16’ya ait değişimleri eklemeye çalıştık.
Ülkemizde maalesef birçok teknik kitap yazarı asıl işlerinin yanında, bir ekip çalışması olmadan ve tamamen amatör gayretlerle birikimlerini paylaşmak amacıyla kitap yazmayı sürdürmektedirler. Doğal olarak hata ve eksikler içerebilir. Sonraki baskılarda bu hata ve eksiklerin devam etmemesi için sizlerin desteğine de ihtiyaç duymaktayız. Kitap içerisinde gördüğünüz olumlu yanlarla beraber hata ve eksikleri bildirmeniz durumunda ([email protected]) bu kitaplarlar amaca daha uygun duruma getirilecektir.
Kitaplarım ve eğitimlerim ile ilgili daha güncel bilgilere http://www.yavuzeminoglu.gen.tr/ veya http://www.yavuzeminoglu.com/ dan ulaşılabilir.
Amatörce yazmaya gayret ettiğim bu tür kitapların daha profesyonel ekiplerle yazılması dileklerimle.
YENİ BASKI İÇİN ÖNSÖZ
Kitaplarımızda anlatmaya çalıştığımız konular çoğaldıkça, (Bu bazen yeni yazılım ve donanımın getirdiği yenilikeri ekleme gereğinden, bizim yeni çalışmaları kitaba ekleme ihtiyacı duymamızdan, bazende siz kitap kullanıcılarının istediği bazı konuları ekleme ihtiyacından doğmaktadır.) kitap sayfa sayısı artmaktadır. Bu hem kitabın kullanımını zorlaştırmakta hemde maliyetini artırmaktadır.
Bu nedenle kitabı “TEMEL” ve “İLERİ” seviye diye ayırmak zorunda kaldık. Böylece kullanıcıların sadece ihtiyaç duyduğu konuların yer aldığı kitabı satın almasını sağlamaya çalıştık.
Elinizdeki “İleri Seviye” kitabındaki hedef kitle özellikle PLC programlamayı meslek edinmiş veya hedeflemiş kişilerin beklentilerini karşılamaktır.
Temel seviye kitabındaki hedef kitle ise PLC programlamaya yeni başlayan tüm öğrenciler ve işletmelerde bu sorumluluğu üstlenecek yeni çalışanlardır.
Saygılarımla,
Yavuz EMİNOĞLU
İÇİNDEKİLER
I. BİRLEŞTİRİLMİŞ VERİ TİPLERİ .............................................................................. 11
STRING (KARAKTER DİZİSİ) ...................................................................................................... 11 A.
ARRAY (DİZİ) .............................................................................................................................. 14 B.
“ARRAY” İLE İNDİREKT ADRESLEME ÖRNEKLERİ ................................................................... 19 C.
STRUCT (YAPI) ........................................................................................................................... 22 D.
DTL (DATE AND TIME LONG - TARİH VE ZAMAN) .................................................................... 23 E.
1. “RD_LOC_T” fonksiyonu ile CPU zamanını okuma ....................................................................... 26
2. “WR_LOC_T” fonksiyonu ile CPU’ya zaman değeri yazma ........................................................... 28
3. Çalışma zamanı sayıcısı (RTM) ................................................................................................... 29
“PLC DATA TYPES” (UDT: User Data Type) KULLANMA ............................................................ 30 F.
MOVE OPERASYONLARI ........................................................................................................... 34 G.
1. FieldRead / FieldWrite (Alan oku/yaz) fonksiyonu ......................................................................... 35
2. “MOVE_BLK” (Blok taşıma) Fonksiyonu ...................................................................................... 36
3. “FILL_BLK” (Doldurma) Fonksiyonu ............................................................................................ 37
4. SWAP (Yer değiştirme) Fonksiyonu ............................................................................................. 38
DATABLOK VERİLERİNİN “LOAD MEMORY”YE (MMC) YAZILIP OKUNMASI ............................ 39 H.
II. AKIŞ ŞEMALARI ....................................................................................................... 41
İŞLEM .......................................................................................................................................... 41 A.
SORGULAMA .............................................................................................................................. 41 B.
1. Şartlı işleme ................................................................................................................................. 41
2. İkili işleme .................................................................................................................................... 42
3. Çoklu işleme ................................................................................................................................ 43
TEKRARLAMA............................................................................................................................. 44 C.
1. Şartsız tekrarlama ........................................................................................................................ 44
2. Şartlı tekrarlama........................................................................................................................... 44
III. S7 1200 DE HIZLI SAYICI VE PWM KULLANIMI .................................................... 49
HIZLI SAYICI KULLANIMI ............................................................................................................ 49 A.
1. Enkoder sinyallerinin değerlendirilmesi ......................................................................................... 50
2. Hızlı sayıcıya ait donanım ayarlarının yapılması ........................................................................... 50
3. “CTRL_HSC” Fonksiyonun Kullanılması ....................................................................................... 56
4. “CTRL_HSC_EXT” Fonksiyonun Kullanılması .............................................................................. 58
“PWM” FONKSİYONUNU KULLANMA ......................................................................................... 61 B.
“PTO” FONKSİYONUNU KULLANMA .......................................................................................... 64 C.
IV. KESME (INTERRUPT) OB’LERİ ............................................................................... 65
KESME OB’LERİNİN ÇALIŞMA YAPISI ....................................................................................... 65 A.
BAŞLANGIÇ OB’Sİ (Startup, OB 100..) ........................................................................................ 68 B.
PERİYODİK KESME (Time of day, OB 10..) ................................................................................. 70 C.
BEKLETME KESMESİ (Time delay interrupt, OB 20..) ................................................................. 71 D.
ÇEVRİMSEL KESME (Cyclic interrupt, OB 30..) ........................................................................... 73 E.
DONANIM KESMESİ (Hardware interrupt, OB 40..)...................................................................... 77 F.
ZAMAN HATALARI KESMESİ (OB 80) ........................................................................................ 80 G.
HATA BELİRLEME KESMESİ (Diagnostic error interrupt, OB 82) ................................................. 83 H.
PROSES GÖRÜNTÜSÜ BÖLME (PIP) KULLANIMI ..................................................................... 87 İ.
V. TIA PORTAL İLE İLERİ SEVİYEDE PROGRAM TAKİP ........................................... 89
PLC TAG’LERİNİN GRAFİK OLARAK İZLENMESİ (TRACES) ..................................................... 89 A.
LED DURUMLARININ PROGRAM İLE SORGULANMASI ............................................................ 92 B.
HATA KODLARININ FONKSİYONLARLA OKUNMASI ................................................................. 94 C.
1. “GetErrorID” (Get error ID locally) ................................................................................................. 94
2. “GetError” (Get error locally) ......................................................................................................... 96
KISA YOL TANIMLAMALARI ..................................................................................................... 100 D.
VI. TIA PORTAL İLE “SNAPSHOT” (ANLIK GÖRÜNTÜ) UYGULAMASI ................... 103
PLC PROGRAMLAMA VE S7 1200 – İLERİ SEVİYE - BİRLEŞTİRİLMİŞ VERİ TİPLERİ
Yavuz EMİNOĞLU
8
VII. S7 1200 PLC’LER İLE KONTROL İŞLEMLERİ ...................................................... 107
KUMANDA VE KONTROL KAVRAMLARI .................................................................................. 107 A.
İKİ NOKTA KONTROLÜ ............................................................................................................. 109 B.
ÜÇ NOKTA KONTROLÜ ............................................................................................................ 112 C.
ORANSAL KONTROL (P-KONTROL) ........................................................................................ 115 D.
PID FONKSİYONUNUN S7 1200’DE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ .................................................. 120 E.
1. PWM çıkışlı PID fonksiyonu oluşturma ....................................................................................... 122
2. Analog çıkışlı PID programını oluşturma ..................................................................................... 132
VIII. S7 1200 SİSTEMLERİNDE ENDÜSTRİYEL HABERLEŞME ................................. 135
ENDÜSTRİYEL HABERLEŞMENİN AVANTAJLARI ................................................................... 135 A.
AĞ TOPOLOJİLERİ ................................................................................................................... 135 B.
1. Doğrusal Hat Topolojisi .............................................................................................................. 135
2. Yıldız (Star) Topolojisi ................................................................................................................ 136
3. Halka (Ring) Topolojisi ............................................................................................................... 136
4. Hiyerarşik (Ağaç) Topolojisi ........................................................................................................ 136
IX. PROFINET HABERLEŞME SİSTEMİ ..................................................................... 137
PROFINET HATTINA SIEMENS DAĞITILMIŞ I/O EKLENMESİ ................................................. 138 A.
PROFINET HATTINA FESTO VALF ADASI (CPX) EKLENMESİ ................................................ 143 B.
“I-DEVICE” YÖNTEMİ İLE CPU’LAR ARASI HABERLEŞME ...................................................... 148 C.
“SHARED DEVICES” İLE HABERLEŞME .................................................................................. 152 D.
“PUT” VEYA “GET” FONKSİYONLERI İLE CPU HABERLEŞMESİ............................................. 155 E.
S7 300 İLE S7 1200’ÜN PROFINET İLE HABERLEŞMESİ......................................................... 163 F.
“OPEN USER COMMUNICATION” BLOKLARI İLE HABERLEŞME ........................................... 165 G.
X. PROFIBUS HABERLEŞME SİSTEMİ .................................................................... 175
PROFIBUS HATTINA ET 200L UÇBİRİMİNİ EKLENMESİ.......................................................... 177 A.
PROFIBUS HATTINA FESTO VALF ADASININ EKLENMESİ .................................................... 181 B.
PROFIBUS İLE İKİ S7 1200 CPU HABERLEŞTİRME ................................................................ 185 C.
PROFIBUS ALTINDA S7 1200 VE MICROMASTER KONTROLÜ .............................................. 186 D.
XI. MODBUS HABERLEŞME SİSTEMİ ....................................................................... 195
“MODBUS TCP” ile iki S7 1200 CPU haberleşmesi .................................................................... 195 A.
“MODBUS RTU” ile iki S7 1200 CPU haberleşmesi .................................................................... 203 B.
XII. KABLOSUZ HABERLEŞME .................................................................................. 211
SCALANCE modülüne IP adresi atama ...................................................................................... 213 A.
1. PST (Primary Setup Tool) ile IP atama ....................................................................................... 213
2. TIA Portal ile IP atama ............................................................................................................... 216
SCALANCE modüllerinin konfigüre edilmesi ............................................................................... 218 B.
1. “AP” (ACCESS POINT) AYARLARI ............................................................................................ 218
2. “CLIENT” ayarları ....................................................................................................................... 224
“SCALANCE W700” tanıtımı ...................................................................................................... 231 C.
1. Led’ler ve anlamları .................................................................................................................... 231
2. Resetleme ................................................................................................................................. 231
3. Anten, Besleme ve Ethernet bağlantıları ..................................................................................... 232
XIII. S7 1200 PLC’LERDE ARIZA ARAMA .................................................................... 233
A. MERKEZİ RAY ÜZERİNDEKİ ARIZALAR................................................................................... 234
1) Analog kartta kablo kopma uyarısı almak ................................................................................... 234
2) Analog kartın yerinden çıkması .................................................................................................. 236
3) Analog kartın beslemesinin kesilmesi ......................................................................................... 237
B. DAĞITILMIŞ I/O ÜZERİNDE ARIZA ARAMA.............................................................................. 238
1. Dağıtılmış I/O bağlantı ayarları ................................................................................................... 238
2. Karşılaşılabilecek arıza durumları ............................................................................................... 241
C. HANGİ OLAYLARA AİT UYARILARIN ALINACAĞININ SEÇİMİ ................................................. 245
D. “PING” ATMA ............................................................................................................................. 246
PLC PROGRAMLAMA VE S7 1200 – İLERİ SEVİYE - BİRLEŞTİRİLMİŞ VERİ TİPLERİ
Yavuz EMİNOĞLU
9
XIV. MOTOR SÜRÜCÜLERİ DEVREYE ALMA ............................................................. 249
ASENKRON MOTOR SÜRÜCÜLERİNİN DEVREYE ALINMASI ................................................ 249 A.
1. Sürücünün kontrol paneli ile devreye alınması ............................................................................ 250
2. Sürücünün I/O terminal ile çalıştırılması ..................................................................................... 253
3. Sürücünün TIA Portal projesi ile devreye alınması ...................................................................... 257
4. Sürücünün PLC ile devreye alınması .......................................................................................... 264
SERVO VEYA STEP MOTOR SÜRÜCÜLERİ DEVREYE ALMA ................................................ 272 B.
1. Servo veya step motor sürücü projesi oluşturma......................................................................... 272
2. TIA Portal ekranından servo motor kontrolü ................................................................................ 279
3. Kontrol fonksiyonları ile servo motor kontrolü.............................................................................. 282
4. Klasik yöntemle servo motor kontrolü ......................................................................................... 289
5. Hareket tablosu ile servo motor kontrolü ..................................................................................... 291
6. Hata durumları ve (ErrorID) açıklamaları .................................................................................... 296
XV. S7 1200 İLE SMS GÖNDERME VE ALMA .............................................................. 299
KONFİGÜRASYON AYARLARI ................................................................................................. 301 A.
CPU’DAN SMS GÖNDERME ..................................................................................................... 302 B.
CPU’DAN SMS OKUMA ............................................................................................................ 305 C.
GPRS MODÜLÜNE AİT LED GÖSTERİMLERİ .......................................................................... 308 D.
XVI. SCL İLE S7 1200 PROGRAMLAMA ....................................................................... 309
BASİT MANTIK İŞLEMLERİ ....................................................................................................... 311 A.
PROGRAM KONTROL OPERASYONLARI ................................................................................ 313 B.
1. Şart işlemleri .............................................................................................................................. 314
2. Döngüler .................................................................................................................................... 319
3. Sıçrama ve program sonlandırmalar ........................................................................................... 322
4. “REGION” Program gruplandırma .............................................................................................. 323
5. Şart işlemleri içerisinde mantık işlemlerini kullanma .................................................................... 324
6. Kenar darbeleri .......................................................................................................................... 325
“BASIT INSTRUCTION” FONKSİYONLARINI KULLANMA ......................................................... 326 C.
1. Zaman fonksiyonları ................................................................................................................... 326
2. Sayma fonksiyonları ................................................................................................................... 327
SCL PROGRAM BLOKLARININ PARAMETRELENDİRİLMESİ .................................................. 329 D.
İŞLEMCİLER VE İŞLEM ÖNCELİĞİ ........................................................................................... 330 E.
ÖRNEK SCL UYGULAMALARI ................................................................................................... 332 F.
XVII. WEBSERVER.......................................................................................................... 339
XVIII. VERİ KAYIT DOSYALARI OLUŞTURMA (DATA LOG CREATE) ......................... 345
XIX. S7 1200 GÜVENLİK CPU’LARI PROGRAMLAMA ................................................ 353
GÜVENLİK SINIFLARI ............................................................................................................... 353 A.
1. “RİSK KATEGORİ SINIFI”nı belirleme ........................................................................................ 353
2. “SIL” (Safety Integrity Level) seviyesi belirleme .......................................................................... 354
3. “PL” (Performance level) belirleme ............................................................................................. 355
4. Kullanılacak güvenlik sınıfının belirlenmesi ................................................................................. 356
5. S7 1200 PLC SİSTEMLERİNDE GÜVENLİK (SAFETY-FAIL SAFE) ........................................... 357
B. TIA PORTAL İLE FAIL SAFE CPU KONFİGURASYONU ........................................................... 359
C. GÜVENLİK PROGRAM BLOKLARI ............................................................................................ 364
1) Çift el butonu fonksiyonu ............................................................................................................ 365
2) Acil stop fonksiyonu (Emergency Stop) ...................................................................................... 366
3) “EV1oo2DI” fonksiyonu .............................................................................................................. 367
4) Işık perdesinin geçici olarak devre dışı bırakılma fonksiyonu (Muting) ......................................... 367
5) Güvenlik kapısı (Safety Door) fonksiyonu ................................................................................... 369
D. GÜVENLİK SINIFINA UYGUN SENSÖR BAĞLANTILARI .......................................................... 370
E. GÜVENLİK SİNYAL MODÜLLERİ .............................................................................................. 374
1) Ana raya takılan “Fail Safe” sinyal modülleri ............................................................................... 374
2) Dağıtılmış raya takılan “Fail Safe” sinyal modülleri ...................................................................... 375
F. “SAFETY I/O” KARTLARINDA HATA TAKİP VE ONAYI .............................................................. 376
