Yeni Nesil Kontrol Röleleri PLC’nin Yerini Alacak Mı?

Yılmaz Özcan, EatonElektrik Türkiye Ülke Müdürü

PLC mi, kontrol röleleri mi?

Birkaç yıl önce, bu sorunun cevabı açıktı. Fonksiyonellik açısından, daha güçlü PLC’ler daha fazla imkân sunarken, aynı zamanda daha maliyetliydi. Kontrol röleleri, gitgide artan kapasiteleriyle, orta derecede karmaşıklığa sahip endüstriyel uygulamalara bir alternatif teşkil etmektedir. Eaton’ın easyE4 rölesi örneğinde de gördüğü üzere, bunun sebebi sadece uygun maliyet değildir.

Nesnelerin Endüstriyel İnterneti’nin (IIoT) ardından, otomasyon çözümlerindeki temel komponentlerin teknik özellikleri daha da karmaşık bir hale gelmiştir. İdeal olarak, ister yeni bir tesisatı tasarlamak, eski bir tesisatı yenilemek veya mevcut bir makineyi bir üst modele yükseltmek, isterse gelişmiş bir bina otomasyon sistemini hayata geçirmek söz konusu olsun; bu komponentlerin, dijitalizasyondaki en son gelişmelerden sonuna kadar faydalanmaları ve böylece gelecekteki değişikliklerden etkilenmemeleri beklenmektedir.

Makinelerin ve cihazların dijital ağ üzerinden haberleşmeleri ve sağladıkları veriler söz konusu olduğunda, programlanabilir lojik kontrolörler (PLC’ler) ilk akla gelen tercihtir. Belki de, kullanıcılar alışkanlıkları gereği bu yola başvurmaktadır. Aslında, uzun süredir, kontrol röleleri mekanik rölelerin uygun maliyetli bir alternatifi olarak görülüyordu. Kontrol rölelerinin endüstriyel projelerde ve bina otomasyonu projelerinde başarılı bir şekilde uzun yıllardır kullanılmasına rağmen, bu algı değişmedi. Bununla birlikte;durum izleme, kestirimci ve uzaktan bakım veya akıllı bina prosesleri gibi yeni katma değerli fonksiyonların eklenmesi söz konusu olduğunda, kontrol röleleri ideal bir seçenek sayılmazdı.

Ancak, bu durum hızla değişiyor. PLC’ler ve kontrol röleleri arasındaki ayrım gitgide ortadan kayboluyor, zira kontrol röleleri gelişmiş programlama dilleri, yüklenebilir işletim sistemleri, kesme işlemleri ve gerçek zamanlı saat ve zamanlayıcı gibi fonksiyonları da beraberinde getiriyor.

En yeni nesil cihazların (örneğin, Eaton’ın easyE4 röleleri) fonksiyonellik ve esnekliği göz önüne alındığında, kullanıcılar PLC’leri ve kontrol rölelerini programcıların, devreye alma mühendislerinin ve bakım personelinin nitelikleri gibi İnsan Kaynakları departmanını ilgilendiren hususların yanı sıra, mevcut uygulamanın karmaşıklığı, gelecekteki değişikliklerden etkilenmemesi, fonksiyonel kapsamı ve ölçeklenebilirliği de dâhil olmak üzere, tüm seçim kriterlerini baz alarak kıyaslayabilir

Küçük ve Orta Ölçekli Makineler için Esnek Kontrol

Not: Yanlızca PLC’lerin tercih edilecek ilk araç olduğu karmaşık uygulamalar için geçerlidir.

Diğer tüm alanlarda, iki ayrı otomasyon konseptini birbirinden ayıran faktör maliyettir. Kontrol röleleri genellikle daha iyi seçenekler sunar, çünkü dijitalleşmeyle birlikte oyunun kuralları değişmiştir ve artık önemli olan sadece donanım maliyeti değil, aynı zamanda personel eğitimi gibi ilgili yatırımlardır.

En yeni kontrol rölelerinin teknik şartnameleri ve IIoT’a hazır sistem mimarisi, bu rölelerin PLC’lere sağlam bir alternatif sunduklarını açıkça ortaya koymaktadır. Örneğin: Durum verilerinin saha seviyesinde toplanmasını ve değerlendirilmesini kolaylaştırmak için her easyE4 temel ünitesi, herhangi bir sınırlama olmadan karıştırılabilen, 11 adede kadar dijital ve analog modül veya özel giriş eklenerek genişletilebilir. Uygulamanın özellikleri, böylece daha sonra bir PLC kullanılmadan bireysel olarak uyarlanabilir.

Ethernet Tabanlı Sistem Mimarileri ile Gelen Yeni Fırsatlar

Üretim planlama veya kestirimci bakım gibi görevler için makine ve proses verilerinin alışverişi amacıyla ağ bağlantılı yapılar gereklidir. Ek olarak, Modbus TCP gibi Ethernet tabanlı fieldbus sistemleri, buluta bağlanmayı ve sistem çözümleri ile haberleşmeyi sağlar. Her easyE4 cihazı, Modbus TCP sunucusu işlevi görebilir. Eaton XC300 PLC gibi Modbus TCP istemcileri, easyE4 ağından verileri çekerek işleyebilir. IoT ağ geçitleri (gateway) ve yönlendiriciler (router), Ethernet tabanlı mimarilere kolayca entegre edilebilir ve böylece herhangi bir uygulamayı güvenliği temin eden gerekli erişim haklarıyla birlikte buluta bağlamanızı mümkün kılar.

Eaton Elektrik Türkiye Ülke Müdürü Yılmaz Özcan;” Endüstri 4.0 söz konusu olduğunda, esneklik büyük önem taşır ve uygulamalar buna uygun olarak hayata geçirilmelidir. Esneklik denilince, yalnızca maliyet etkinliği anlaşılmamalıdır; aynı zamanda çözümün genel olarak ne kadar geleceğe dönük ve uyarlanabilir olacağı da belirleyici bir faktörüdür. Bu bağlamda, mevcut programlama dilleri ve fonksiyonları önemli bir rol oynamaktadır. Şirketler, nispeten soyutlanmış ve üreticiye bağımlı çözümler yerine ağ bağlantılı IIoT yapılarına gitgide daha fazla güvendikçe, bu programlama dilleri ve fonksiyonlarının önemi de artmaya devam edecektir. Aynı zamanda, mevcut sistemleri yeni otomasyon konseptlerine fonksiyonel olarak entegre etmek de mümkün olacaktır.” Dedi.

Programlama Dilleri: Seçim Sizin

Modern programlama araçlarıyla, sizin için en uygun programlama dilini seçebilirsiniz. Eskiden, özel bir kontrol rölesi modeli seçmek, tasarımcıları ve kullanıcıları tescilli tek bir programlama diline bağlı kalmak zorunda bırakıyordu. Bu uygulamanın sunduğu imkânlar kısıtlıydı. Günümüzde ise, kullanıcılar kendi istedikleri programlama dil(ler)ini özgürce seçebilirler. Kullanıcıların alışkanlıkları, önceki modellerin cihaza özgü programlama dillerinden faydalanmaya devam edip etmeme kararlarını etkileyebilirken; günümüzün gelişmiş teknolojili ladder diagram (LD veya merdiven diyagramı) function block diagram (FBD veya fonksiyon blok diyagramı) veya structured text (ST veya yapılandırılmış metin) gibi programlama dilleri önemli ölçüde daha fazla seçeneği kullanıcılara sunmaktadır. Eaton, easySoft V7 yazılımı ile, kullanıcılara önceden aşina oldukları programlama arayüzümüzü (EDP veya easy cihaz programlama) ladder diagram diline dönüştürme veya yeni projeler için gelişmiş programlama metotlarından herhangi birini kullanma seçeneğiyle sunan bir program geliştirmiştir.

Bunun sonucu olarak, yapılandırılmaları kolay olan üretici tanımlı geleneksel fonksiyon blokları, geçmişte kullanılan zaman rölelerinin ve merdiven ışığı anahtarlarının sunduğu fonksiyonların çok ötesinde uygulama imkânlarıyla ön plana çıkmaktadır. Aritmetik modüller, üç noktalı kontrol, veri kaydediciler ve PID kontrolörleri gibi işlevlerle daha karmaşık kontrol ve düzenleme sistemlerini uygulamak bile mümkündür.

Özelleştirilmiş, Kullanıcı Tanımlı Fonksiyon Blokları

easysoftV7 gibi programlama araçları, kullanıcıların kendi yeniden kullanılabilir ve korumalı fonksiyon bloklarını (UF) yazabilmelerine olanak tanır. Bu fonksiyon blokları pek çok faydayı da beraberinde getirir: Programlandığında ve test edildiğinde, fonksiyon blokları (gerekli oldukça) farklı genişletme aşamalarında cihazlara ve sistemlere entegre edilebilirken, ana programı oluşturabilirsiniz. Böylece hata kaynaklarını en aza indirebilir, maliyetten tasarruf sağlayabilir ve test etme ve devreye alma sürelerini azaltabilirsiniz. Dahası, fonksiyon bloklarının ana programla aynı dili konuşmasına gerek olmaması da kullanıcılara daha fazla özgürlük tanır.

Eaton’ın “easy” cihazları, kullanıcıların uygulamalarını diğer teknolojik yaklaşımlarla birbirlerine bağlamalarına olanak tanır. Bununla birlikte, teknolojinin doğasında var olan tam potansiyele ulaşmak için aynı zamanda tutarlı bir görselleştirme konsepti gerekmektedir.

Kontrol röleleri, PLC olarak aynı kapsamda fonksiyonları sunamamasına rağmen, kontrol rölelerinin kapasiteleri pek çok uygulama için yeterlidir.

Ekranlar, belirli bir süredir kontrol rölelerinin bütünleşik bir parçası olarak görülmektedir. Ekranlar, yalnızca cihazları yapılandırmak ve programlamak için kullanılmamakta, aynı zamanda mevcut işletim değerlerini de göstermektedir. Fonksiyon bloklarıyla dolum seviyeleri, sıcaklık, miktar, çalışma süresi veya metinler gibi parametreler programlama aracında kolayca ayarlanabilir. Bu, PLC uygulamalarında yaygın olarak kullanılan insan makine arayüzleri (HMI) için çok daha ucuz bir alternatif teşkil eder.

EasyE4’ün entegre web sunucusu, yalnızca yerel ekranları ve fonksiyon tuşlarını kontrol panelinden herhangi bir mobil cihaza aktarmayı mümkün kılmaz (bu, uzaktan bakım ve dağıtılmış makine konseptleri için önemli bir ön gereksinimdir), aynı zamanda cihazları geleceğe hazır hale getirir. Diğer bir deyişle, orta derecede karmaşık otomasyon çözümlerinin hayata geçirilmesi söz konusu olduğunda bile ve maliyet faktörü de özellikle dikkate alındığında, kontrol röleleri nominal olarak daha güçlü bir PLC ile rekabet edebilir.