Analog Giriş Sinyalleri ve Kullanımı

Otomasyonda sinyalleri kontrol etmekle birlikte karmaşık proseslerde  basınç, nem, hacim, sıcaklık, ağırlık veya başka bir nicel parametrenin kontrol edilmesi gerekmektedir. Bir çok sistemde bu parametlerden sadece biriyle değil birkaçıyla birlikte karşılaşmaktayız. Bu sistemlerin kontrolü için analog kontrol kullanılmaktadır. Bu tür bir kontrolün yapılması analog giriş-çıkış kartları ile mümkün olmaktadır. Analog girişe analog algılama elemanları olan transdüserler bağlanır.

Analog giriş modülüne, algılayıcılar tarafından dönüştürülerek akım ve gerilimler gönderilir. Bunlardan basınç dönüştürücüsü ise ölçtüğü basıncı gerilim veya akım cinsinden analog modülümüze gönderir. Termokupl gibi bir ısı dönüştürücüsü ise üzerine düşen sıcaklıkla orantılı olarak gerilim üretir. Ürettikleri akım veya gerilimin maksimum ve minimum aralıkları vardır. İşte bu aralıklara analog giriş sinyal alanları denir.

Analog giriş değerleri : 0-20 mA; 4–20 mA ; 0 – +5 volt DC ± 5 volt DC ; 0 – +10 volt DC ± 10 volt DC

Giriş değerlerinin Plc tarafında oluşturduğu değer, plc’lerin türlerine göre değişmektedir. Analog girişler için gerilimsel sensörler genel uygulamalarda ihtiyacımız olan her şeye sahip olsa da, cihazlardan gelebilecek herhangi bir  elektriksel parazitten etkilenme  nedeniyle, akımsal sensörler sinyaller için daha iyi bir seçimdir. Bu nedenle, birçok uygulama akım girişlerini kullanır. PLC ucundan, bir akım modu arayüzü genellikle yüksek hassasiyetli bir direnç eklenmiş bir voltaj modu arayüzüdür.

Bir başka yaygın analog cihaz tipi, güç kaynağı olarak 4 ila 20 miliamper sinyalini kullanır ve saha ucunda gerekli karmaşıklığı azaltır. 4-20 mA ‘de bir kablonun kopmuş olmasını rahatlıkla anlayabiliriz. Buda sahada yaşacağımız problemleri engeller. Analog sinyallerin kullanımını S7-1200 üzerinden örnek çalışmalar ile açıklamaya çalışacağım. S7-1200 2 tane analog girişe sahipken hiç analog çıkışı bulunmamaktadır. Bunun için Analog çıkış modülü yada signal board ilave etmeliyiz.

S7-1200 de bulunan iki adet Analog Inputlar için  IW64 ve IW66 adresleri kullanılmaktadır.  Analog inputlar 2 byte yer kaplamaktadır. Plc properties kısmında gerekli ayarlamaları yapabiliyoruz. Analog input adreslerini “Input addresses” kısmında değiştirilmektedir. Gürültüleri engellemek için “Noise reduction” kullanılmaktadır, standart olarak 50 hz kullanılmaktadır.

Analog sinyal modülleri, giriş sinyalleri ya da bir gerilim aralığı ve  bu aralıkların ±10V, ±5V, ±2,5V veya 0 – 20mA şeklinde olduğunu üst bölümde belirtmiştik. Bu değerler Plc tarafında akım için 0 – 27648 arası  anma aralığını temsil ederkengerilim için  -27648 – 27648.

Program içerisinde  bir analog girişi kullanmak  için  önce analog değeri 0,0 – 0,1 arasında bir gerçek değere (kayan nokta) dönüşmek gerekiyor. Sonra bunu sensörün temsil ettiği  minimum ve maksimum değerlerine çevirmemiz  gerekir. STEP 7, bu amaç için NORM_X ve SCALE_X komutlarını sunar .Analog değerleri ölçeklemek için CALCULATE komutunu da kullanabilirsiniz.

Örnek çalışmamız ile bunları daha iyi anlayacağız.

Yaptığımız örnek çalışmamızda kullandığımız ultrasonik sensörümüz 0 ile 80 cm arasında bize 0-10 volt veriyor. Gelen sinyal 0 ile 27648 arasında değer verecek. NORM_X kullanırsak bu değerin 0 ile 1 arasındaki karşılığını buluruz ve 80 ile de çarparsak kaç cm olduğunu buluruz.