PLC VE OTOMASYON

PLC (Programmable Logic Controller), kelime anlamı itibariyle ‘programlanabilir mantık denetleyicisi’ olarak ifade edilir. Ulaşım, kimya, havalandırma, tekstil ve paketleme sistemlerinde makine hatlarının imalatında kullanılır. PLC sistemlerinde, daha az kablo kullanılır ve hata bulması daha kolaydır.

PLC sisteminde güç ve kumanda devresi olarak iki farklı kontrol birimi bulunur. Güç devresinde motorların ve sistem şebeke geriliminin (380V) kontrolü ve enerjilendirmesi gerçekleştirilir. Kumanda devresinde, güç kaynağı tarafından dönüştürülen DC gerilimle (24V) panonun röle ve kontaktörlerinin ve PLC’nin enerjilendirmesi gerçekleştirilir.

Bir makinenin imalatında sırasıyla ilk olarak sistemin enerjilendirmesi yapılır. Burada endüstride kullanılan 380 Volt AC gerilim pano içerisine bara yardımıyla dağıtılarak sigortalar, motor koruma şalteri, trafo ve 24 V DC gerilim için güç besleme cihazı enerjilendirilir.

Bir otomasyon panosu içerisinde birçok malzeme bulunur bunlar; sigortalar, kontaktörler, motor koruma şalteri, motor sürücüleri vb. olarak isimlendirilir. Şimdi isterseniz bu malzemeleri tanıyalım.

DAĞITICI ÜNİTE (BARA)

Bir otomasyon panosundaki baranın kullanımını anlamamız için ilk olarak sanayi şebeke geriliminin yapısını anlamalıyız. 380 V AC gerilim 3 faz ve bir nötrden oluşur. Bu fazlar ülkelerin veya uluslararası standart enstitülerinin belirlediği isimlendirmelere göre R-S-T-N veya L1-L2-L3-N olarak isimlendirilir. Evlerimizde kullandığımız gerilim ise tek fazlı (L-N) olup, 220V (AC) seviyesindedir. Dağıtıcı ünite içerisinde bakırdan imal edilmiş şeritler yardımıyla her bir şerit bir faz olacak şekilde fazların kablolar yardımıyla pano içerisinde dağıtımı yapılır. Dağıtmak istediğimiz fazlara göre de ayrı baralar bulunmaktadır. Bunun yanında panoların alt bölümlerinde topraklama işlemi için de kullandığımız toprak barası olarak adlandırılan çeşitleri de mevcuttur.

GWEST DAĞITICI ÜNİTE 4 KUTUPLU VE BİR FAZDAN 15 ADET DAĞITIM YAPABİLİYORUZ. MAKSİMUM GÜÇ DAĞITIM KAPASİTESİ 125A’DİR.

OTOMATİK SİGORTALAR

Elektrik tesisatlarında koruma elemanı olarak kullanılan otomatik sigortalar, elektrik devrelerini ve bu devrelerdeki cihazları termik ve manyetik olarak aşırı akıma karşı korur. Otomatik sigortalar B Tipi ve C Tipi olmak üzere iki gruba ayrılır. B tipi sigortalar evlerimizde bulunan prizlere bağladığımız cihazlarımızın korunması ve aşırı akım anında süratle devreyi kesmesi için kullanılır. C tipi sigortalar ise endüstride ve otomasyon sistemlerinde motor ve motor sürücülerinin korunması için kullanılır. C tipi sigortalar B tipinden farklı olarak motorlar kalkış anında yüksek akım çekeceğinden dolayı geç kapanırlar. Biz C tipi sigortaları inceleyeceğiz. C tipi sigortaların kategorizasyonunda 2 önemli parametre vardır. Bunlardan birincisi anma akımı In (A) ikincisi ise faz sayısıdır.

Siemens 5SL serisi anahtarlı otomatik sigortaları Siemens şalt ve entelasyon listesinin (Şubat 2022) gözlemleyebiliriz.

SIEMENS C TİPİ 1 FAZLI OTOMATİK SİGORTALAR

Bir fazlı anahtarlı otomatik sigortaların anma akımı değerlerine göre tasnif edildiğini görüyoruz. Seri numarası da zaten bu şekilde yapılmış. Örneğin SL6106-7 sipariş numarasına sahip otomatik sigortanın 1 faz 6 A değerinde olduğunu anlayabiliriz. Bu otomatın üzerine tıkladığımızda ise ürünün 2D ölçülerini ve EPLAN cihaz makrosuna ulaşabiliriz. .edz formatına sahip cihazı EPLAN ürün listenize ekleyip elektrik projelerinizde kullanabilirsiniz.

AÇMA KAPAMA PAKO ŞALTER (0-1)

Dağıtıcı ünite ve kaçak akım sigortasında önce güç devresini anahtarlamaya yarayan devre elemanıdır. Açma kapama pako şalterde 0 ve 1 olmak üzere iki adet konum bulunur. Pako şalterlerin anahtarlaması el ile yapılır. Aşırı akım vb. durumlarda herhangi bir değişiklik göstermezler sadece tüm güç devresinin fiziksel olarak açma ve kapaması için kullanılırlar. Pako şalterler üzerinden geçen akıma göre tasnif edilirler (25A, 40A, 63A vb.). Bunun yanında nötr bağlantısının da anahtarlandığı 4 fazlı pako şalter çeşitleri mevcuttur. Bunun yanında farklı pako şalter çeşitleri de bulunmaktadır.

KAÇAK AKIM KORUMA RÖLESİ

Pako şalterle güç devresini kapattığımızda (1 konumuna getirdiğimizde) dağıtıcı ünite üzerinden sigortalar yardımıyla panoya elektrik akışı sağlanacaktır. Kablolardaki deformasyonlar ve izolasyon hatalarından dolayı kaçak akım oluşması durumunda pano enerjilenmeye devam edeceği için ve kaçak akım noktası da tespit edilemeyeceğinden fiziksel temas durumunda yaralanma ve ölümlere yol açabilir. Kaçak akım koruma rölesi kaçak akım oluşması durumunda devreyi açarak enerjilendirmeyi keser. Eğer nötrden toprağa bir bağlantı yapılmış ve bu farkedilmemişse kaçak akım koruma rölesi devrenin kapanmasına müsaade etmez. Bu durumda faz dağıtım kutuları veya pano içerisindeki dağıtım klemenslerindeki nötr ve toprak bağlantıları kontrol edilmelidir. Ayrıca mutlaka motorların, panonun kendisinin ve pano içerisindeki güç kaynağı ve motor sürücüsü gibi cihazların toprak bağlantısı yapılmalı eğer topraklama yapılmamışsa fiziksel temastan kaçınılmalıdır.

Kaçak akım rölelerinin endüstriyel kullanımda yüksek hassasiyet (6,10,30mA) ve orta hassasiyet (100, 300, 500mA) olarak iki ayrı seviyede koruma yaptığını söyleyebiliriz.

MOTOR KORUMA ŞALTERİ

Motor koruma şalteri yada kısaca mkş motor yol verme uygulamalarında motorları aşırı akım çekme durumuna karşı koruyan devre elemanıdır. Çalışma prensibi otomatik sigortaların aynısı olmakla beraber içerisindeki çalışma akımının ayarlanması özelliğiyle otomatik sigortalardan ayrılır. Buradaki çalışma akımını motor gücüne göre seçiyoruz.

Halihazırda farklı motor güçlerine göre mkşler bulunmaktadır. Örneğin 4kW’lık bir motora 7-10 A aralığındaki bir mkş seçilerek koruma yapılabilir. Motor koruma şalterlerine modüler olarak yardımcı kontaklar bağlanabilir. Bu kontaklar bizlere mkşnin konumu hakkında bilgi verir. Örneğin motor aşırı akım çekti ve mkş açıldı. Bu durumda normalde kapalı kontağına bağladığımız 1 bitlik Input değeri bizlere çıkış vermeye başlar. Bu durumu da operatör paneli üzerine yansıtırsak o motorun arızalandığı kanısına varabiliriz.

SIEMENS MOTOR KORUMA ŞALTERLERİ

KONTAKTÖR

Yüksek güçlerde kullanılan elektromanyetik anahtarlama elemanlarına kontaktör adı verilir. Kontaktörler anahtarlama yoluyla açma-kapama yaparak elektrik enerjisini bir noktadan diğerine taşırlar. Kontaktörler aşırı akım durumunda koruma yapmazlar bu yüzden devrelerde mutlaka otomatik sigorta, motor koruma şalteri veya termik röle gibi koruma yapan devre elemanlarıyla birlikte kullanılmalıdır.

Kontaktörler; (A1-A2) bobin uçları enerjilendirilerek anahtarlama yaparlar. Bobin uçlarına enerji verildiğinde kapalı kontaklar açılır, açık kontaklar kapanır.Bobin uçlarının besleme gerilimi farklı kontaktörlere göre değişiklik arzedebilir. Kontaktörlerin üzerinde kendilliğinden gelen bir adet NO veya NC yardımcı kontağı bulunur. Bu kontaklar genelde mühürleme veya start-stop uygulamalarında kullanılır Tabi çok farklı kullanımlar için farklı kontaktör çeşitleri mevcuttur.

SİEMENS 24V DC BOBİNLİ KONTAKTÖRLER

Yukarıda görüldüğü gibi kullanacağımız cihazın gücüne bakarak anma gücü veya anma akımına göre kontaktörümüzü seçebiliriz. Kullanacağımız yardımcı kontağın açık veya kapalı olma tercihini yapabiliyoruz. Yine modüler olarak yardımcı kontaklar eklememiz de mümkün.

SLİM RÖLE

Slim röleler; selenoid valflerin, tepe lambasının veya buton ışıklarının enerjilendirmesinde, CPU’nun korunmasında veya sinyal seviyesinin yükseltilmesinde kullanılırlar. Piyasada modüler olarak satılırlar.

A1 bobini çektirilerek kontakları aç kapa yaptırılır. Yukarıdaki röleyi incelersek 11 numaralı ucun ortak uç olduğunu 12 numaranın normalde kapalı kontak, 14 numaranın ise normalde açık kontak olduğunu görüyoruz.

FAZ KORUMA RÖLESİ

Üç fazlı (380V) sistemlerde faz sırasının doğru çalışması ve fazlar arası dengesizliğin giderilmesi için faz koruma rölesi kullanılır.

Örneğin; kılavuz çekme makinasının fabrika içerisinde bir noktadan farklı bir noktaya taşındığını düşünün. Burada fişi farklı bir kombinasyon kutusundaki prize bağlamamız gerekli. Bu kutuda faz sıralamaları farklıysa veya fazla arası dengesizlik varsa bu durum motorların veya pano içerisindeki cihazların çalışmasına zarar verebilir.

SIEMENS SIRIUS 3UG4512-1AR20

Gerilim dengesizliği durumunda L1-L2 faz arası gerilim 400V iken L2-L3 faz arası gerilim 320V kabul edilebilir sınırların altında olabilir. Bu durumda faz sıralamalı koruma rölesi hata verir ve cihazların korunması sağlanmış olur.

Faz koruma rölelerini otomasyon panosu içerisinde kullanırken her bir faz için 2 veya 3 Amper otomatik sigorta kullanılabilir.

GÜÇ KAYNAĞI (AC/DC DÖNÜŞTÜRÜCÜ)

Otomasyon panosu içerisinde sürücülerden arıza bilgisi alabilmek için röle çıkışlarını, CPU, Operatör Paneli ve Ethernet Switch gibi 24V (DC) gerilim isteyen cihazların çalışmasını sağlamak için Güç Kaynağı kullanılır.

Yukarıda Weidmüller marka bir güç kaynağı görmektesiniz. Cihazın 220V besleme gerilimi bulunmakta. Çıkış olarak ise 1 adet açık kontak, 2 ayrı 24 DC gerilim çıkışının olduğunu görüyoruz.

TRAFO (AC/AC DÖNÜŞTÜRÜCÜ)

Otomasyon panosu içerisinde bazı durumlarda besleme gerilimi 12-24-30-36 V (AC) seviyelerinde olan cihazlar olabiliyor. Bunlar için trafo kullanılır. Trafoların güç kaynağından farkı AC gerilimin frekansını değiştirmeden AC gerilimin değerini değiştirir. Güç kaynağında DC gerilim istediğimiz için tam dalga doğrultucu kondansatör ve voltaj regülatörü kullanılır kullanılır.

TERMOSTAT, FAN VE FİLTRE

Pano içerisindeki malzemeler çalışma ortamındaki sıcaklık, nem ve toz gibi istenmeyen ortamlarda bulunabilirler. Pano içerisindeki tüm malzemeler belirli bir ortam sıcaklığı içerisindeki çalışma aralığında maksimum performanslarını verebilirler. Sıcaklığın istenilenden fazla olduğu durumda ortam sıcaklığını sürekli olarak ölçen termostat sıcaklık değeri aşıldığında istenilen sıcaklığa düşüne kadar fanı çalıştırır.

PLASTİM TERMOSTAT
QUİCK FANLI FİLTRE

MOTOR SÜRÜCÜSÜ/INVERTER

İçerisinde hassas kontrol etmemiz gereken motorlar bulunan bir makine varsa bu motorları motor sürücüler kullanarak kontrol ediyoruz. Pozisyonlama, hız, fren zamanı, kalkış rampası gibi birçok ayarı motor sürücüsü üzerinden yapabiliriz. 1 motor sürücüsüyle birden fazla motoru kontrol edebiliriz. Motor sürücülerinin besleme bağlantıları farklılık oluşturabilir yani 220V (AC) veya 380V (AC) besleme gerilimi bulunan motorlar mevcuttur.

Motor sürücüsü seçiminde temel olarak kullanacağımız motorun gücünü dikkate alırız. 1.5 kW lık motor için yine 1.5 kW’lık bir motor sürücüsü kullanılabilir ancak asansör uygulamaları veya yüksek ağırlıkta malzeme taşıyan konveyör uygulamalarında biraz daha yüksek güçlü motor sürücüsü seçilebilir çünkü motor sürücüsü yüksek moment durumunda zorlanabilir.

Yine hassas kontrol gereken asansör uygulamaları gibi durumlarda frenleme direnci kullanılmalıdır.

Motor sürücüsü bağlantıları yapıldıktan sonra devreye alma işlemi gerçekleştirilir. Motor sürücüsünü devreye almaktan kasıt temel parametreleri ayarlamak ve motor etiketindeki değerleri sürücüye girmektir. Bir motor sürücüsünde 2000’e yakın parametre bulunur. Motor plaka değerleri girildikten sonra kalkış rampası zamanı, duruş rampası zamanı, kontrol modu ve Avrupa (50Hz)/Amerika (60Hz) frekans değerleri kontrol edilip ayarlanması gereken önemli parametrelerdir.