PLC Programlama S7 1200 - Temel Seviye / Yavuz Eminoğlu (86028)

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 yenilikleri, 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 “Temel seviye” kitabındaki hedef kitle özellikle tüm seviyedeki öğrenciler ve PLC programlamaya yeni başlayan çalışanlara yöneliktir.
İleri seviye kitabımızın amacı ise PLC programlamayı meslek edinmiş veya hedeflemiş kişilerin beklentilerini karşılamaktır.
Saygılarımla,
Yavuz EMİNOĞLU

İÇİNDEKİLER

I. PLC'NİN YAPISI VE ÇALIŞMA PRENSİBİ ..................................................................... 11
A. PLC NEDİR?................................................................................................................................ 11
B. SIEMENS S7 PLC’LERİN KARŞILAŞTIRILMALARI ..................................................................... 11
C. PLC'NİN ÇALIŞMASI VE FONKSİYONU...................................................................................... 13
D. PLC'NİN ELEMANLARI................................................................................................................ 14
1. Merkezi İşlem Birimi (CPU) .......................................................................................................... 14
2. ON BORD modüller (SB, CB, BB) ................................................................................................ 15
3. Sinyal modülleri (SM) ................................................................................................................... 16
4. Haberleşme modülleri (CM).......................................................................................................... 18
E. PLC GİRİŞ-ÇIKIŞ BİRİMLERİ (SİNYAL MODÜLLERİ-KARTLARI) ............................................... 21
F. PROGRAMLAMA YAZILIMI (PROGRAMLAMA ARAYÜZÜ) ......................................................... 23
1. TIA PORTAL programlama yazılımı seçimi................................................................................... 23
2. Programlayıcı cihazlar.................................................................................................................. 24
3. PLC – PC arabirimi ...................................................................................................................... 24
4. Bilgisayar üzerinde Ethernet ayarları ............................................................................................ 25
5. TIA PORTAL programlama yazılımında Ethernet ayarları ............................................................. 26
G. PLC’DE KULLANILAN ADRES ALANLARI................................................................................... 27
H. SAYI SİSTEMLERİ....................................................................................................................... 28
1. Onlu (“Decimal”) sayı sistemi ....................................................................................................... 29
2. İkili (binary) sayı sistemi ............................................................................................................... 30
3. Sekizli (octal) sayı sistemi ............................................................................................................ 31
4. Onaltılı (“Hexadecimal”) sayı sistemi ............................................................................................ 32
5. BCD Gösterim şekli...................................................................................................................... 33
İ. PROGRAM İŞLEME ŞEKİLLERİ .................................................................................................. 34
1. Lineer Program işleme ................................................................................................................. 34
2. Yapısal Program işleme ............................................................................................................... 34
J. PROGRAM YAZILIM ŞEKİLLERİ ................................................................................................. 35
1. Kontak Plan (Ladder Diagram - LAD) .......................................................................................... 35
2. Fonksiyon blok diyagram (Function Block Diagram: FBD) ............................................................. 35
3. LAD/FBD Programlama çalışma mantığı ...................................................................................... 36
K. TIA PORTAL İLE S7 1200 İÇİN PROJE OLUŞTURMA................................................................. 38
1. Proje oluşturma............................................................................................................................ 38
2. Projeye donanım verilerinin katalogdan eklenmesi ....................................................................... 40
3. IP Adreslerinin Düzenlenmesi....................................................................................................... 52
4. Projeye donanım verilerinin alınması ............................................................................................ 53
5. CPU içerisinden program bloklarının alınması .............................................................................. 55
6. Projeye program ve databloklarını eklemek .................................................................................. 56
7. Program bloklarının kullanımı ....................................................................................................... 63
8. Favori sembollerin kullanımı......................................................................................................... 64
9. Sembol/”Tag”lerin kullanımı.......................................................................................................... 65
10. Sembol/”tag”lerin görünürlük seçimi.............................................................................................. 74
11. Tag tablosunun Dış ortama/Excel’e gönderilmesi.......................................................................... 76
12. Hatalı durumların kaydedilme ve kapatılması................................................................................ 77
13. Projede kullanılan fiziksel adres boşluklarının takibi ...................................................................... 78
14. Projeye birden fazla donanım (CPU) eklemek............................................................................... 79
L. PLC’DEKİ PROJENİN TAMAMININ TIA PORTAL PROJESİNE ALINMASI (UPLOAD) ................. 80
M. TIA PORTAL İLE ONLINE BACKUP ALMA .................................................................................. 83
N. “SIMATIC” PROGRAMLARININ LİSANS İŞLEMLERİ................................................................... 84
O. TIA PORTAL’DA EKRAN DÜZENLERİ......................................................................................... 85
1. Ekran bölümleri (Pencerelerin) kullanımı ...................................................................................... 85
2. Sütunların kalıcı olarak düzenlenmesi .......................................................................................... 86
3. Ekran bölümlerinin amaca uygun düzenlenip kaydedilmesi........................................................... 87
4. Ekran bölme ve bölümleri sabitleme ............................................................................................. 88
5. Açık pencereleri gruplama, grup çözme vb. .................................................................................. 88
II. MANTIK FONKSİYONLARI ............................................................................................ 89
A. ATAMA FONKSİYONU ................................................................................................................ 89
1. Normalde açık kontağın atanması ................................................................................................ 89
2. Normalde kapalı kontağın atanması ............................................................................................. 90
B. "DEĞİL" FONKSİYONU ............................................................................................................... 93
C. "VE" FONKSİYONU ..................................................................................................................... 95
D. "VEYA" FONKSİYONU ................................................................................................................ 97
PLC PROGRAMLAMA VE S7 1200 - TEMEL SEVİYE - PLC'NİN YAPISI VE ÇALIŞMA PRENSİBİ
8 Yavuz EMİNOĞLU
E. "ÖZEL VEYA" FONKSİYONU .................................................................................................... 100
F. GERÇEKLİK TABLOSU İLE PROGRAM YAZMA ....................................................................... 102
G. MANTIK KAPILARI KOMBİNASYONLARI.................................................................................. 103
III. DÂHİLİ BELLEK ALANLARI ........................................................................................ 107
A. TANIM VE ÇEŞİTLERİ............................................................................................................... 107
B. DAHİLİ BELLEK ALANLARININ KULLANIM YERLERİ ............................................................... 107
IV. HAFIZA FONKSİYONU................................................................................................. 113
A. HAFIZA FONKSİYONUNUN OLUŞMASI ................................................................................... 113
1. Hafıza fonksiyonun PLC programına dönüştürülmesi.................................................................. 114
2. TIA PORTAL’da hafıza fonksiyonu ............................................................................................. 115
B. KALICI (RETAIN/RETENTIVE) ALANLAR .................................................................................. 118
C. HAFIZA ELEMANLARININ KARŞILIKLI OLARAK KİLİTLENMESİ.............................................. 121
1. SET Kısmında Kilitleme.............................................................................................................. 121
2. RESET Kısmında Kilitleme......................................................................................................... 122
3. Sıra Halinde SET Girişinde Kilitleme .......................................................................................... 122
4. Sıra Halinde RESET Girişinde Kilitleme:..................................................................................... 123
D. KENAR DARBELERİ ................................................................................................................. 127
1. Pozitif Bir Değişimin Tespit Edilmesi........................................................................................... 127
2. Kenar Darbesinin Klasik Yöntemlerle Oluşturulması ................................................................... 128
3. S7 1200’ün Hazır Olarak Sunduğu Darbe Vericiler ..................................................................... 129
V. ZAMAN FONKSİYONU ................................................................................................. 137
A. S7 1200’DE ZAMANLAYICI ÇEŞİTLERİ .................................................................................... 138
B. ZAMANLAYICI PARAMETRELERİ............................................................................................. 139
C. “CLOCK MEMORY BITS” DARBE ÜRETECİ ............................................................................. 146
VI. SAYMA FONKSİYONU ................................................................................................. 153
A. KUMANDA TEKNİĞİNDE SAYMA ............................................................................................. 153
B. S7 1200’DE SAYMA .................................................................................................................. 153
C. S7 1200’DE SAYMA FONKSİYONLARI ..................................................................................... 153
VII. DURUM GRAFİĞİ YARDIMI İLE PROGRAM YAZMA ................................................. 165
A. DURUM GRAFİĞİ İÇERİSİNDE DALLANMA ............................................................................. 171
B. DURUM GRAFİĞİ İÇERİSİNDE SIÇRAMALAR.......................................................................... 171
VIII. YAPISAL PROGRAMLAMA ................................................................................... 179
A. AMAÇ ........................................................................................................................................ 179
B. ALT PROGRAMLAR KULLANMA .............................................................................................. 179
C. DATA (VERİ) BLOKLARI KULLANMA........................................................................................ 187
D. ALT PROGRAMLARIN PARAMETRELENDİRMESİ................................................................... 196
1. Fonksiyonların (FC..) parametrelendirilmesi ............................................................................... 196
2. Fonksiyon bloklarının (FB..) parametrelendirilmesi ..................................................................... 200
3. Çoklu özel datablok (Multi instance) kullanma ............................................................................ 207
E. ORGANİZASYON BLOKLARI (OB ...) ........................................................................................ 214
IX. SAYISAL OPERASYONLAR ........................................................................................ 219
A. VERİ TİPLERİ ............................................................................................................................ 219
B. SIEMENS PLC’LERDE BELLEK YAPILARI................................................................................ 221
C. “MOVE”FONKSİYONU............................................................................................................... 222
D. KARŞILAŞTIRMA OPERASYONLARI........................................................................................ 224
1. Standart karşılaştırıcılar ............................................................................................................. 224
2. “IN_RANGE” Fonksiyonu ........................................................................................................... 226
3. “OUT_RANGE” Fonksiyonu ....................................................................................................... 226
4. -|OK|- Fonksiyonu ...................................................................................................................... 227
5. -|NOT_OK|- Fonksiyonu ............................................................................................................. 227
E. SAYISAL (WORD) LOJİK İŞLEMLER......................................................................................... 230
1. Maskeleme ................................................................................................................................ 231
2. Üzerine yazma........................................................................................................................... 231
3. Komplement alma (INV) ............................................................................................................. 233
PLC PROGRAMLAMA VE S7 1200 - TEMEL SEVİYE - PLC'NİN YAPISI VE ÇALIŞMA PRENSİBİ
Yavuz EMİNOĞLU 9
4. Kod çözücü (DECO)................................................................................................................... 234
5. Kodlayıcı (ENCO) ...................................................................................................................... 235
6. İkili girişten seçme (SEL) fonksiyonu .......................................................................................... 236
7. Çoklu girişten seçme (MUX) fonksiyonu ..................................................................................... 237
8. Girişi, seçilen çıkışa aktarma (DEMUX) fonksiyonu .................................................................... 238
F. SIÇRAMA OPERASYONLARI.................................................................................................... 239
1. Şartlı veya şartsız sıçrama (JMP-JMPN) .................................................................................... 239
2. Geri dönüş (RET) komutunu kullanma........................................................................................ 242
3. Sıçrama listesi oluşturma (JMP_LIST)........................................................................................ 243
4. Karşılaştırma sonucuna göre sıçrama (SWITCH) ....................................................................... 244
5. PLC durdurma (STP) fonksiyonu ................................................................................................ 247
6. Çevrim süresini başlatma (RE_TRIGR) fonksiyonu.................................................................... 247
G. KAYDIRMA VE DÖNDÜRME İŞLEMLERİ.................................................................................. 248
H. ARİTMETİK FONKSİYONLAR ................................................................................................... 253
İ. MATEMATİK FONKSİYONLAR.................................................................................................. 256
1. Kare alma (SQR) ....................................................................................................................... 256
2. Karekök alma (SQRT) ................................................................................................................ 257
3. Hesaplayıcı (CALCULATE) ........................................................................................................ 258
J. ARTIRMA, AZALTMA, TERSLEME VE MUTLAK DEĞER ALMA FONKSİYONLARI .................. 259
K. EN KÜÇÜK/ EN BÜYÜK SEÇME VE SINIRLAMA KULLANMA .................................................. 261
L. LOGARİTMA FONKSİYONLARI................................................................................................. 263
1. Doğal logaritma alma (LN).......................................................................................................... 263
2. Doğal logaritma tabanı alma (EXP) ............................................................................................ 263
3. Üslü işlemler (EXPT) .................................................................................................................. 263
4. Logaritma dönüşümü ................................................................................................................. 264
M. TRİGONOMETRİK FONKSİYONLAR......................................................................................... 266
N. VERİ TİPLERİNİN BİRBİRİNE DÖNÜŞTÜRÜLMESİ .................................................................. 271
1. BCD sayının TAM sayıya dönüştürülmesi................................................................................... 272
2. TAM sayıların BCD sayılara dönüştürülmesi............................................................................... 273
3. TAM sayıların REAL sayılara dönüştürülmesi ............................................................................. 273
4. REAL sayıların TAM sayılara dönüştürülmesi ............................................................................. 274
5. SKALA ve NORMALLEŞTİRME fonksiyonları............................................................................. 275
X. KÜTÜPHANE BLOĞU OLUŞTURMAK ........................................................................ 277
XI. ANALOG DEĞERLERİN İŞLENMESİ .......................................................................... 283
A. SİNYAL ÇEŞİTLERİ................................................................................................................... 283
1. İkili sinyal ................................................................................................................................... 283
2. Dijital (Sayısal) Sinyal ................................................................................................................ 283
3. Analog Sinyal ............................................................................................................................. 283
B. PLC’DE ANALOG SİNYALLERİN İŞLENME PRENSİBİ ............................................................. 284
C. ANALOG SİNYAL GİRİŞ VE ÇIKIŞI ........................................................................................... 285
D. ANALOG SİNYALLERİN DİJİTALLEŞTİRİLMESİ (ÇÖZÜNÜRLÜK)............................................ 286
E. ANALOG KANALLARIN KONFİGURASYONU ........................................................................... 288
XII. TIA PORTAL İLE PROGRAM TAKİP ........................................................................... 295
A. DURUM LEDLERİ...................................................................................................................... 295
B. DERLEME (COMPILE) SONRASI HATALAR ............................................................................. 296
C. ADRES ALANLARININ İZLENME VE DEĞİŞTİRLMESİ ............................................................. 298
1. Program blokları içerisinde izleme ve değiştirme ........................................................................ 298
2. “Tag” tablosu üzerinde izleme .................................................................................................... 300
3. İzleme tablosu (Watch Table) içerisinde izleme ve değiştirme..................................................... 301
4. Zorla değiştirme (FORCE) tablosu içerisinde izleme ve değiştirme ............................................. 302
D. HATA TAMPONUNUN KULLANIMI ............................................................................................ 305
E. ÇAPRAZ REFERANS (CROSS-REFERENCES) LİSTESİ.......................................................... 308
F. ATAMA LİSTESİ (ASSIGNMENT LIST)...................................................................................... 310
G. PROGRAM ÇAĞIRMA YAPISI (CALL STRUCTURE) ................................................................ 311
H. CPU BELLEK ALANLARI ........................................................................................................... 313
İ. PLC PROJELERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI (COMPARE) ......................................................... 314
PLC PROGRAMLAMA VE S7 1200 - TEMEL SEVİYE - PLC'NİN YAPISI VE ÇALIŞMA PRENSİBİ
10 Yavuz EMİNOĞLU
XIII. S7 1200 SİMÜLATÖR KULLANIMI ........................................................................ 319
A. FİZİKSEL GİRİŞ-ÇIKIŞ SİNYALLERİNİN KULLANIMI ................................................................ 321
B. SİMÜLATÖR TABLOSU KULLANIMI ......................................................................................... 321
C. VERİ DEĞİŞİM TABLOSU (SEQUENCE) KULLANIMI ............................................................... 323
XIV. ÖRNEK PROBLEMLER.......................................................................................... 325
A. TEMEL MANTIK ÖRNEKLERİ ................................................................................................... 325
B. ZAMAN - SAYICI ÖRNEKLERİ .................................................................................................. 346
C. DURUM GRAFİĞİ ÖRNEKLERİ ................................................................................................. 361
D. SAYISAL OPERASYON ÖRNEKLERİ........................................................................................ 371
E. YAPISAL PROGRAM ÖRNEKLERİ............................................................................................ 380
F. ANALOG PROGRAM ÖRNEKLERİ............................................................................................ 392
XV. EK BİLGİLER ................................................................................................................ 397
A. S7 HAFIZA KARTI KULLANIMI .................................................................................................. 397
1. Hafıza kartı özellikleri değiştirme ................................................................................................ 397
2. S7 hafıza kartının transfer amacıyla kullanılması ........................................................................ 398
3. Yazılım yükseltme (Firmware) amacıyla kullanılması .................................................................. 399
4. Şifre silme amacıyla kullanılması................................................................................................ 400
B. TIA PORTAL ÜZERİNDEN FIRMWARE YÜKSELTME............................................................... 401
C. S7 1200 PLC’LERDE KORUMA/ŞİFRELEME ............................................................................ 402
1. Blokların korunması/şifrelenmesi ................................................................................................ 402
2. CPU’nun korunması/şifrelenmesi ............................................................................................... 404
D. PROJENİN TIA PORTAL’A TAŞINMASI (MIGRATE PROJECT) ................................................ 405
E. DİL DÖNÜŞTÜRME................................................................................................................... 410
1. Menü ve komutlarda dil dönüştürme........................................................................................... 410
2. Proje metinlerinde dil dönüştürme .............................................................................................. 412
F. KAYNAK KODUNA DÖNÜŞTÜRME .......................................................................................... 415
G. TIA PORTAL YAZILIMINDA KATALOG GÜNCELLEME............................................................. 418
H. ÖZEL KOMUT TABLOSU OLUŞTURMAK ................................................................................. 420
İ. TIA PORTAL PROGRAMLARININ VERSİYON TAKİBİ VE İNDİRİLMESİ ................................... 422
J. GÜN IŞIĞINDAN YARARLANMA............................................................................................... 424
K. ANINDA OKUMA YAZMA .......................................................................................................... 425
L. BELLEK ALANI İÇERİSİNDEKİ BİR BİT’İ KULLANMA ............................................................... 425
M. ÇEVRİM SÜRESİNDEN KISA SİNYALLERİ YAKALAMAK ......................................................... 426
N. GİRİŞ SİNYALLERİNİ FİLTRELEMEK ....................................................................................... 426
O. “ENO” ÇIKIŞI AKTİF VEYA PASİF YAPMA ................................................................................ 427
P. CPU STOP ETTİĞİNDE ÇIKIŞLARIN DURUMU ........................................................................ 428
Q. CPU YENİDEN ENERJİLENDİRİLDİĞİNDE ÇALIŞMA DURUMU .............................................. 429
R. “BACKUP” PROJESİNİN GERİ YÜKLENMESİ ........................................................................... 430
S. TIA PORTAL PROJESİNİN ÜST VERSİYON İLE AÇILMASI ...................................................... 430