GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| MYPRO2002 | PROGRAMLANABİLİR DENETLEYİCİLER | Ders | 2 | 4 | 4,00 |
Dersin Seviyesi
Önlisans
Dersin Sunulduğu Dil
Türkçe
Dersin Amacı
Bu dersin amacı, öğrencilere modern endüstriyel otomasyon sistemlerinin temel taşı olan programlanabilir mantıksal denetleyicilerin (PLC) iç yapısını, donanımsal bileşenlerini ve çalışma prensiplerini aktarmaktır. Ders kapsamında öğrencilerin, endüstriyel giriş ve çıkış elemanlarını (sensörler, butonlar, röleler ve kontaktörler) tanımaları, bunlara ait elektriksel kablaj tekniklerini (PNP/NPN, Sinking/Sourcing) güvenli bir şekilde laboratuvar ortamında uygulayabilmeleri hedeflenmektedir. Ayrıca öğrencilere, sayı sistemleri ve lojik kapı mantığı temelinde, merdiven (Ladder) diyagramı dilini kullanarak karmaşık endüstriyel senaryolara yönelik (zamanlayıcı, sayıcı, karşılaştırma ve matematiksel işlem blokları içeren) otomasyon algoritmaları geliştirme, bunları simülasyon ortamlarında test etme, sistemlerde oluşabilecek donanımsal/yazılımsal hataları bulma ve giderme becerisi kazandırılması amaçlanmaktadır.
Dersi Veren Öğretim Görevlisi Görevlileri
Muhammet ATEŞ
Öğrenme Çıktıları
| 1 | Klasik kumanda (röle/kontaktör) sistemleri ile PLC sistemleri arasındaki mimari farkları açıklar; bir PLC'nin CPU, bellek ve G/Ç (Giriş/Çıkış) modüllerinin işlevlerini tanımlar. |
| 2 | Buton, sınır anahtarı, röle ve kontaktör gibi saha elemanlarının yanı sıra iki/üç telli PNP ve NPN sensör tiplerini ayırt eder ve bunların PLC'ye elektriksel kablajını endüstriyel standartlara uygun şekilde fiziksel olarak gerçekleştirir. |
| 3 | Merdiven (Ladder) diyagramı dilini kullanarak mühürleme ve Set/Reset fonksiyonları ile temel start-stop, ardışıl çalışma ve güvenlik kilitli motor kumanda algoritmalarını kodlar. |
| 4 | TON, TOFF ve TONR zamanlayıcı blokları ile CTU, CTD ve CTUD sayıcı bloklarını parametrik olarak konfigüre eder; bunları bir arada kullanarak zaman ve adet odaklı kombine otomasyon çözümleri üretir. |
| 5 | Karşılaştırma, veri transferi (MOVE) ve temel matematiksel işlem bloklarını kullanarak saha elemanlarından gelen analog sinyalleri (0-10V / 4-20mA) doğrusal olarak ölçeklendirir (Scaling) ve kontrol kararları üretir. |
| 6 | Program kontrol komutları (Jump/Subroutine) ve kaydıran yazmaçlar vasıtasıyla ardışıl, adımlı (SFC mantığı) ve döngüsel çalışan karmaşık üretim hatlarının akış şemalarını programlar. |
| 7 | PLC üzerindeki donanımsal hata LED'lerini ve yazılım içi araçlarını kullanarak sistemdeki elektriksel (açık/kısa devre, temassızlık) ve yazılımsal hataları sistematik olarak bulur ve giderir. |
| 8 | Gerçek dünya senaryolarına dayalı karmaşık bir endüstriyel otomasyon problemini takım arkadaşlarıyla birlikte analiz eder, projelendirir, kodlar, devreye alır ve teknik olarak savunur. |
Öğrenim Türü
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Yok
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Yok
Dersin İçeriği
Bu ders, endüstriyel otomasyon sistemlerinin temeli olan programlanabilir mantıksal denetleyicilerin (PLC) mimarisini, elektriksel bağlantı prensiplerini ve merdiven (Ladder) diyagramı ile programlama tekniklerini kapsar. Müfredat; giriş/çıkış elemanlarının (sensörler, butonlar, röleler, kontaktörler) PLC'ye fiziksel olarak kablajlanmasını, lojik kapı mantığını, sayı sistemlerini ve hafıza yapılarını içerir. İleri düzey programlama aşamasında zamanlayıcılar, sayıcılar, karşılaştırma komutları, matematiksel işlem blokları ve kaydıran yazmaçlar uygulamalı olarak ele alınır. Ders; gerçek dünya senaryolarına dayalı bir dönem sonu projesi ile tamamlanır.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Teorik | Uygulama | Laboratuvar |
|---|---|---|---|
| 1 | PLC'ye Giriş ve Genel Bakış • Teorik: Endüstriyel otomasyonun tarihçesi, klasik röleli/kontaktörlü sistemler ile PLC sistemlerinin mimari açıdan karşılaştırılması, avantajları ve dezavantajları. | Laboratuvardaki PLC eğitim setlerinin fiziki incelenmesi, iş güvenliği kuralları, güç bağlantıları, klemens yapısı ve emniyet (Acil Stop) hatlarının kontrolü. | |
| 2 | PLC'nin Donanımsal Bileşenleri ve İç Yapısı • Teorik: CPU (Merkezi İşlem Birimi), bellek alanları (RAM, ROM, EEPROM), haberleşme portları ve güç kaynağı modülleri. | Modüler bir PLC sisteminde genişleme modüllerinin takılması, rack/şasi yapısı, adres çakışmalarının önlenmesi ve donanım kataloğunun incelenmesi. | |
| 3 | Giriş ve Çıkış Elemanları (I/O) ve Modülleri • Teorik: Dijital ve analog giriş/çıkış kartlarının yapısı. Giriş elemanları (Sınır anahtarları, butonlar) ve çıkış elemanları (Röleler, kontaktörler, solenoid valfler). | Sinyal seviyelerinin kontrolü (24V DC / 220V AC). Dijital girişlerin fiziksel simülasyon anahtarları ile test edilmesi. | |
| 4 | : Sensör Bağlantıları ve Elektriksel Kablaj Teknikleri • Teorik: İki telli ve üç telli sensörlerin yapısı. PNP ve NPN transistör çıkışlı sensörlerin çalışma mantığı. Sinking (Akım Akıtan) ve Sourcing (Akım Çeken) kavramları. | PNP ve NPN tipi endüktif/kapasitif sensörlerin PLC girişlerine fiziksel kablajı; PLC çıkışına röle bağlayarak bir asenkron motorun kumanda devresinin hazırlanması. | |
| 5 | Sayı Sistemleri, Kodlar ve Veri Tipleri • Teorik: İkilik (Binary), Onluk (Decimal), Onaltılık (Hexadecimal) sistemler; BCD kodlama; Bit, Byte, Word, Double Word veri tipleri ve hafızada kapladıkları alanlar. • Uygulama: PLC yazılımında "Watch Table" (Gözlem/İzleme Tablosu) açarak, bir bellek adresindeki verinin aynı anda farklı sayı sistemlerindeki karşılıklarının canlı olarak izlenmesi ve el ile veri enjekte edilmesi. | PLC yazılımında "Watch Table" (Gözlem/İzleme Tablosu) açarak, bir bellek adresindeki verinin aynı anda farklı sayı sistemlerindeki karşılıklarının canlı olarak izlenmesi ve el ile veri enjekte edilmesi. | |
| 6 | Mantık (Lojik) Temelleri ve Durum Tespit İşaretleri • Teorik: Temel mantık fonksiyonları (VE, VEYA, DEĞİL, VE-DEĞİL vb.) ve lojik sadeleştirme kuralları. Yükselen ve düşen kenar tetikleme (P pulse / N pulse) işaretleri. | İki farklı fiziksel butonun mantıksal kombinasyonları ile bir elektro-pnömatik silindirin kontrolü: kenar tetikleme komutu kullanılarak tek bir butonla motorun bir basışta çalışıp bir basışta durması (T flip-flop mantığı). | |
| 7 | PLC'nin Çalışma Prensibi ve Yazılım Arayüzü • Teorik: Çevrimsel çalışma (Scan Time / Tarama Süresi) döngüsü: Girişlerin okunması, programın icrası, çıkışların güncellenmesi. Yazılım arayüzünün tanıtılması. | Bilgisayar ile PLC arasında fiziksel haberleşmenin kurulması, IP konfigürasyonu, boş bir projenin PLC'ye yüklenmesi (Download) ve CPU durumlarının (Run/Stop/Error) yazılımdan izlenmesi. | |
| 8 | GENEL TEKRAR VE ARASINAV (VİZE) • Teorik: İlk 7 haftanın konu başlıklarının (Donanım, Kablaj, Sayı Sistemleri, Lojik Kapılar ve Temel PLC Yapısı) özetlenmesi ve genel soru-cevap tekrarı. Ara Sınav (Yazılı Değerlendirme). | ||
| 9 | Merdiven (Ladder) Diyagramı ile Programlamaya Giriş • Teorik: Normalde açık/kapalı kontaklar, çıkış bobinleri, mühürleme devreleri, Set/Reset (Hafıza) fonksiyonları ve elektriksel şemaların Ladder diline aktarılması. | Klasik start-stop mühürleme devresi ile bir konveyör motorunun kilitlemeli | |
| 10 | Zamanlayıcılar (Timers) • Teorik: Zaman fonksiyonunun mantığı, veri yapısı. Düz zamanlayıcı (TON), ters zamanlayıcı (TOFF) ve kalıcı (Retentive/TONR) zamanlayıcı yapıları. | Uygulama 1: Endüstride yaygın kullanılan Yıldız-Üçgen motor yolverme devresinin zamanlayıcılar ile programlanması. Uygulama 2: Karşılıklı yanan Yeşil-Sarı-Kırmızı trafik ışığı otomasyonunun TON zamanlayıcı zinciri (sıralı tetikleme) ile yapılması. | |
| 11 | Sayıcılar (Counters) • Teorik: Yukarı sayıcı (CTU), aşağı sayıcı (CTD) ve yukarı/aşağı kombine sayıcı (CTUD) komutları, sınır değerleri ve reset mantığı. | Uygulama : Bir kapalı otopark giriş-çıkış takip sistemi (Giren araçla sayıyı artıran, çıkan araçla azaltan ve otopark dolduğunda fiziksel "DOLU" sinyal lambasını yakan devre). | |
| 12 | Karşılaştırma ve Matematiksel Komutlar • Teorik: Karşılaştırma fonksiyonları (==, >, <, >=, <=, <>), temel aritmetik işlemler (Toplama, çıkarma, çarpma, bölme) ve veri transfer (MOVE) komutları. | Uygulama: Analog bir sıcaklık sensöründen (0-10V / 4-20mA) gelen verinin ölçeklendirilmesi (Scaling/Normalize); sıcaklık değerine göre 3 kademeli fan kontrol devresinin kurulması. | |
| 13 | Program Kontrol, Sıralayan ve Kaydıran Yazmaçlar • Teorik: Atlama (Jump), alt program (Subroutine) çağırma komutları. Sıralı Fonksiyon Blokları (SFC) ile programlama ve kaydıran yazmaç (Shift/Rotate) mantığı. | Uygulama: Adım motoru mantığıyla çalışan veya yürüyen ışık efekti veren, ardışıl çalışan 4 adet bandın sıralı hat otomasyonunun kaydıran yazmaç komutlarıyla yazılması. | |
| 14 | Dönem boyunca öğrenilen teorik bilgilerin (PLC, SCADA, sensörler, motor sürücüleri, blok diyagramları vb.) merkezi/yazılı bir sınavla ölçülmesi; dönem başında gruplara verilen "Gerçek Dünya Endüstriyel Senaryoları" projelerinin çalışan donanım veya simülasyon paneli üzerinden öğretim elemanı ve tüm sınıf karşısında (soru-cevap eşliğinde) savunulması. | Dönem boyunca öğrenilen teorik bilgilerin (PLC, SCADA, sensörler, motor sürücüleri, blok diyagramları vb.) merkezi/yazılı bir sınavla ölçülmesi; dönem başında gruplara verilen "Gerçek Dünya Endüstriyel Senaryoları" projelerinin çalışan donanım veya simülasyon paneli üzerinden öğretim elemanı ve tüm sınıf karşısında (soru-cevap eşliğinde) savunulması. | |
| 15 | Tüm dönemi kapsayan teorik, çoktan seçmeli veya klasik dönem sonu yazılı sınavı. |
Ders Kitabı Malzemesi Önerilen Kaynaklar
1. Siemens Simatic S7-200 Programlanabilir Otomasyon Cihazı Kullanma Klavuzu, Aralık 2002 . 2. ÇETİN, Recep, S7-200 PLClerle Otomasyon, Pelin Matbaacı
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Değerlendirme
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | Adet | Değer |
|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 60 |
| Uygulama/Pratik | 1 | 40 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Adet | Değer |
| Final Sınavı | 1 | 60 |
| Proje Sunma | 1 | 40 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 40 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 60 | |
Staj Durumu
Yok
İş Yükü Hesaplaması
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 1 | 1 |
| Final Sınavı | 1 | 1 | 1 |
| Derse Katılım | 14 | 4 | 56 |
| Uygulama/Pratik | 1 | 10 | 10 |
| Proje Sunma | 1 | 12 | 12 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 1 | 12 | 12 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 1 | 12 | 12 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 104 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | PÇ 8 | PÇ 9 | PÇ 10 | PÇ 11 | |
| ÖÇ 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| ÖÇ 2 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| ÖÇ 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| ÖÇ 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| ÖÇ 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| ÖÇ 6 | 1 | 5 | 2 | 5 | 2 | 1 | 4 | 3 | 1 | 1 | 4 |
| ÖÇ 7 | 4 | 5 | 3 | 4 | 2 | 4 | 1 | 5 | 1 | 1 | 5 |
| ÖÇ 8 | 3 | 5 | 3 | 5 | 2 | 3 | 4 | 5 | 2 | 5 | 5 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek