... konulu sunumlar: "ÖZGE BAHAR ÖZKAN 3003110037. Mantık Kapıları ve Devreleri Elektronikte, kompleks devrelerin temeli küçük anahtarlama devreleri olan mantık kapılarına."— Sunum transkripti:
1
ÖZGE BAHAR ÖZKAN
2
Mantık Kapıları ve Devreleri Elektronikte, kompleks devrelerin temeli küçük anahtarlama devreleri olan mantık kapılarına (logic gates) dayanır. Bu mantık kapıları anahtarlamayla aynı işlemi fakat daha hızlı ve etkili bir şekilde yaparlar.
3
A VE B anahtarları kapandığında lamba yanar.
4
Bir başka yapıda C VEYA D anahtarları kapandığında lamba yanar.
5
Eğer anahtarın açık olduğu 'off' durumu için '0' sembolünü ve anahtarın kapalı oldugu 'on' durumu için '1' sembolünü kullanırsak, bu iki devre için 'doğruluk tablosu' aşağıdaki gibidir.
7
Doğruluk Tabloları (Truth Tables) M sayıda girişi olan bir mantık kapısının 2^M kadar alabileceği kombinasyon vardır. Örneğin 2 girişi (input) olan bir sistemde 2^2 yani 4 adet kombinasyon vardır. Girişlerden hepsi 0 olabilir, birinci giriş 0 diğeri 1 olabilir, birinci giriş 1 diğeri 0 olabilir veya herikisi de 1 olabilir. Bir doğruluk tablosu olası tüm girişleri ve ve girişlere bağlı olarak alınacak çıkışları (output) gösterir. Girişler genelde ikilik sayı sisteminin sırasında gosterilir (000,001,010 gibi). Aşağıda girişleri (A, B ve C), çıkışı ise F olan bir sistemin örnek doğruluk tablosu görünmektedir.
8
Onluk sistem (decimal) ABC F İkilik sitem (Binary)
9
İkilik sayı sisteminde yukarıda olduğu gibi, değişkenler mantıksal 0 yada mantıksal 1 değişkenlerinden birini alabilirler. Bunlara ON/OFF, Doğru/Yanlış, Yüksek/Düşük, Var/Yok vb. adlar verilebilir. Elektrik işareti olarak logic 1 +5 volt'u, logic 0 ise 0 volt'u temsil eder. Bunun yanında elektronik devrelerde diğer voltaj değerleri de görünebilir. Voltaj değerlerinin tam olarak 0 veya +5 volt olması gerekmediğini ve ara değerlerde de işlem yapılabilir.
10
Mantık Kapıları (Logic gates) Anahtarlama için sınırlı sayıda kapı fonksiyonu kullanılır. Ve bunlardan en çok kullanılanları aşağıda doğruluk tabloları ve matematiksel denklemleriyle verilen temel kapılardır. En çok kullanılan kapı sembolleri:
11
Doğruluk tablosu: A+BA.B AB ORANDNOTNORNAND Bu şekilde gösterim karışıklığı önler. Ayrıca girişler binary modda verilmiştir ve bu sayede tablonun okunması kolaylaşır.
12
Değil Kapısı (Tersleyici) (NOT gate- inverter) Sembol :
13
AF İşlevi: F grişe uygulanan A'nın değiline yani tersine eşittir Mantık kapılarında terleme yani değilini alma işareti sembolün sonuna konan küçük bir daire işaretidir. Fakat yazılı ifadelerde değil (NOT) manasına gelen bu gösterim asterik (A*) veya (A') şeklinde ifade edilir. Doğruluk Tablosu:
14
Ve Kapısı (AND gate ) Sembol:
15
Kırmızı ışık yanıyor mu?Bu durumda kapı açılır mı? HayırEvet Hayır Doğruluk Tablosu: ABF Örnek verirsek, bir fotograf studyosunda karanlık oda bölümünde "Eger kırmızı ışık yanıyorsa, karnlık odaya girmemelisiniz" durumunu inceleyelim..
16
Boolean gösterimi: F = A. B (F A ve B 'nin çarpımına eşittir) Yukarıdaki şekilde iki girişli bir VE kapısı (two -input AND) gösterilmiştir. Bunun yanında daha çok girişe sahip olan kapılarda sıkça kullnaılmaktadır. Ve kapısında girişlerin hepsi 1 ise çıkış ancak o zaman 1 olabilir. Eğer girişlerden bir tanesi bile 0 ise çıkış otomatik olarak 0 olacaktır. Bu denklemden de kolayca anlaşılabilir. F= A. B
17
Veya Kapısı (OR gate) Sembol: Doğruluk Tablosu : ABF
18
VEDEĞİL Kapısı (NAND - NOT AND gate) Sembol: Doğruluk Tablosu: ABF
19
Boolean gösterimi: F= (A. B)' (F A ve B ' nin çarpımının tersine eşittir) Bu kapıda ise sizin de tahmin ettiğiniz gibi sadece tüm girişlerin 1 olması durumunda çıkış 0'dır. Diğer durumlar için ise çıkış 1'dir. Kolay yapısı ve diğer fonksiyonlara kolayca dönüşebilmesi nedeniyle tercih edilir.
20
Veya Değil Kapısı (NOR - NOT OR gate) Sembol: Doğruluk Tablosu : ABF Boolean gösterimi: F = ( A + B)'
21
Özel Veya Kapısı (Exclusive-OR EXOR gate) Sembol : Doğruluk Tablosu: ABF Boolean gösterimi: F= ( A'.B + A.B')
22
Özel veya kapısının çıkışı, girişlerin her ikisi de aynı olduğunda yani 1 veya sıfır olduğunda F=0 olur. Eğer girişler farklı ise o zaman çıkış 1'e eşittir.. Bu kapının en klasik örneği evlerimizde bir lamba için kullandığımız odanın iki farklı yerindeki düğmelerdir. 1.düğme basılımı? 2.düğme basılı mı? Işık yanıyor mu? Hayır Evet HayırEvet Hayır
23
Tekrar Aşağıdaki tabloda en yaygın kullanılan kapıların bir tablosu var. Bunları her nekadar ezbere bilmeseniz bile biraz düşünerek fonksiyonunu çıkartabilirsiniz. Sizin de gördüğünüz gibi dijital elektroniğin temelini oluşturan bu kapılar hiç zor değilmiş. Ama daha gideceğimiz çok yol var... Doğruluk Tablosu: A+BA.BA'(A+B)'(A.B)' AB ORANDNOTNORNAND
24
PLC’ler 80 ‘li yıllardan sonra küçülüp yetenekleri ise aynı oranda artan kontrol cihazlarıdır. İnsan hatalarını engellemek için tasarlanmışlardır. Üretim elemanlarında oluşacak hataları denetlemek için kullanılması kaçınılmazdır. Önceleri belirli bir üretim sahasında denetim amacı ile kullanılmışlardır. Günümüzde gelişen iletişim teknolojisi ile artık başka yerlerde yapılan PLC süreç denetimleri, farklı yerlerden izlenip denetlenebilir.
25
PLC (Programmable Logic Controller – Programlanabilir Kontrol Cihazı) algılayıcılardan aldığı bilgiyi kendine verilen programa göre işleyen ve iş elemanlarına aktaran bir mikro işlemci tabanlı bir cihazdır.
26
Endüstriyel bir ortamda görev yapmak üzere tasarlanmış digital prensiplere göre çalışan elektronik bir cihazdır.
27
Fırınların kontrolü Enerji dağıtım kontrolü Üretim otomasyonu (gıda sanayi, kimya sanayi, gibi) Asansör kontrolü (ağırlık sensörleri) Motor ve vanaların açık / kapalı konumlarının ve arıza durumlarını kontrolü Arızalanan bir pompanın yerine yedek olan pompanın otomatik olarak devreye girmesi Motorların belirli zaman aralıklarında yedekleri ile değiştirilerek dinlendirilmesi …
28
Sıra Denetimi ile İlgili Uygulamalar Sıra Denetimi ile İlgili Uygulamalar Hareket Denetimi ile İlgili Uygulamalar Hareket Denetimi ile İlgili Uygulamalar Süreç denetimi ile İlgili Uygulamalar Süreç denetimi ile İlgili Uygulamalar Veri yönetimi ile İlgili Uygulamalar Veri yönetimi ile İlgili Uygulamalar
29
Yapılacak işlerin belirli bir sırayla yapılmasını denetler. Örneğin › Asansörlerin hangi katlara hangi sırayla uğrayacağının denetleme › Bir üretim bandında belirli bir konumda çalışan makinelerin sırasını belirleme
30
Doğrusal ve döner hareket denetimi sağlar. Örneğin Metal kesme Metal şekillendirme Montaj makinelerinde denetim sağlama
31
Sıcaklık Basınç Nem Hız Debi gibi parametrelerin denetlenmesini gerektiren uygulamalarda kullanılabilmektedir.
32
Bir işletmede yer alan her türlü süreçte oluşabilecek verilerin toplanması ve süreçlerin gerektiği şekilde yönlendirilmesi Süreç içerisinde yer alan çeşitli makine ve benzeri teçhizat hakkında veri toplanması Toplanan verilerin › Referans veriler ile karşılaştırılması › İncelenmesi › İzlenmesi › Raporlanması amacıyla başka bir aygıta aktarılması
33
Giriş Birimi › Kontrol edilen sisteme ait basınç, seviye, sıcaklık gibi algılayıcılardan gelen sinyaller giriş birimi üzerinden alınmaktadır. › Örneğin Herhangi bir metali algılayan Statik elektrik yapısıyla bir cismi hisseden Işığı algılayan optik algılayıcılar gibi İşlem Birimi › Giriş Biriminden aldığı bilgiyi kendine verilen programa göre işleyen ve sonucu çıkış bilgisi olarak aktaran ana işlem birimidir.
34
Çıkış Birimi › Ana işlem birimi giriş verilerini, belirlenmiş programa göre işler, daha sonra çıkış birimi ilgili denetim için gerekli kontrol sinyallerini üretir. › Örneğin; Bir motorun çalışmasını sağlama, Bir cismi itme ve çekme, Işık yayma, Alarm verme gibi Programlayıcı Birim › İşlem birimi tarafından uygulanacak programların oluşturulduğu birimdir. PLC’leri programlamak için genellikle kişisel bilgisayarlar kullanılmaktadır.
35
36
37
Güvenilirlik › Tehlikelere karşı hemen hemen tüm elemanların korunmuş olduğu elektronik birimlerden oluşmaktadır. Fiziksel Büyüklük › PLC’ler yeteneklerine göre çok küçük ve az yer kaplayan cihazlardır. Bu da her ortamda sorunsuzca kullanılmalarını sağlamaktadır. Maliyet › PLC çözümlerinin gerek ilk yatırım maliyetleri gerekse sağladığı üretim kazançları açısından maliyetleri önemsiz kalmaktadır.
38
Ortam Dayanıklılığı › PLC’ler özellikle endüstriyel ortamlar için tasarlandıklarından bu tip ortamlarda dayanıklılık göstermektedirler. İletişim Kabiliyeti › PLC’ler kendi aralarında, kişisel bilgisayarlarla, ve diğer akıllı cihazlarla iletişim sağlayabilmektedirler. Kompleks Yapı › PLC’ler birçok makinenin aynı anda kontrolünü, bellekteki, her iş elemanına ait alt programlar ile yapabilmektedirler.
39
Esneklik › PLC programlarında değişiklik kolay ve hızlı bir şekilde yapılabilmektedir. Ayrıca PLC bellekleri arttırılabilir. İşlem Hızı › PLC mantıksal ve aritmetik işlemlerden oluşan bir programı oldukça hızlı bir şekilde işletebilmektedir. Görüntüleme › Bir PLC programı ve ilgili devrenin çalışması direk olarak monitörden izlenebilmektedir. Ayrıca arıza tarama yapılabilmekte ve geçmiş çalışma durumları sonradan izlenebilmektedir.
40
PLC sistemlerinde donanımın yanında yönetimi, kontrolü, ve verilerin depolanmasını sağlayacak bir yazılıma da ihtiyaç duyulmaktadır. Şu an mevcut olan PLC yazılımlarının büyük bir çoğunluğu DOS veya Windows uygulamasıdır. Bu yazılımların WEB tabanlı olarak Internet üzerinde çalışır hale getirilmesi bir çok avantaj sağlayacaktır.
41
WEB tabanlı PLC yazılımlarının sağlayacağı avantajlar: › Uygulamanın her yerden ulaşılabilir olması › İstemci bilgisayarlara herhangi bir erişim programı yüklemek gerekmemesi › Günümüz teknolojisine uygun olması
42
İzlenecek adımlar › PLC’nin gerekli verileri elde etmesi › Elde edilen verilerin sunucu bilgisayarlara aktarılması › Verilerin sunucu bilgisayarlarda depolanması › İstemci bilgisayarların bir arayüz programı ile Internet üzerinden sunucuya erişmesi › Bir arayüz programı ile verilerin izlenmesi, sorgulanması, ve raporlanması
43
› Internet üzerinde yer alan istemciler, › Merkezi bir sunucu, Uygulama sunucusu Veritabanı sunucusu › Kontrol cihazları (PLC’ler), › Kontrol edilen iş elemanlarından oluşmaktadır.
44
AP
45
46
47
En basit güvenlik önlemi iletişimin özel bir ağ kullanılarak sağlanmasıdır. Eğer PLC ile PC arasında iletişim halka açık hatlar üzerinden sağlanıyorsa gönderilecek veriler ve komutlar şifrelenebilir.
48
PLC’ler üretim hızı ve otomasyonu sağlaması açısından üretime büyük bir ölçüde katkıda bulunmaktadır. PLC’ler sıra, hareket, süreç denetimi yapabilmekte ve çok çeşitli verilerin toplanmasında kullanılabilmektedir. PLC verilerinin yönetimini, izlenmesini, sorgulanmasını ve kontrolünü sağlayacak bir yazılıma da ihtiyaç duyulmaktadır. Böyle bir yazılımın WEB tabanlı olarak Internet üzerinde çalışması birçok avantaj sağlayacaktır.