Geleneksel olarak PLC aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi ana 3 bölüme ayrılmıştır; Bu bölümler:
1- Central Processing Unit (CPU) Merkezi İşlem Birimi
2- The Input/Output (I/O) Section : Giriş/Çıkış Bölümü
3- The Programming Device: Programlama Makinesi
(CPU) Merkezi İşlem Birimi PLC sisteminin beyni olup içerisinde çok çeşitli lojik kapı devreleri mevcuttur. CPU bir mikroişlemci tabanlı sistem olup kontrol röleleri, sayıcı, zamanlayıcı gibi fonksiyonları yerine getirir. CPU; çok çeşitli sensör devrelerinden gelen giriş bilgilerini okuyarak memory’deki depolanmış kullanıcı programını yerine getirerek, uygun çıkış komutlarına ve kontrol devrelerine gönderir. İşlemci ve I/O (Input/Output) modülleri tarafından, kullanılan düşük seviyeli voltaj için bir doğru akım doğru akım güç kaynağı gereklidir. Bu güç kaynağı CPU çatısı altında olabileceği gibi; PLC sistemi bünyesinde bağımsız fakat PLC sistemine bağlı olabilir. I/O kısmı Giriş ve Çıkış modüllerinden ibarettir. I/O sistem formları denetleyiciye bağlanan cihazlar aracılığı ile irtibatlandırılır. Bu interface’in amacı; harici cihazlara çeşitli sinyaller alma gönderme durumlarıdır. Input cihazları örneğin; push-button (dokunulduğun ON, bırakıldığında OFF) Limit switches (sınır anahtarları) sensörler, seçici anahtarlar thumbwheel anahtarlar input modülü üzerindeki terminallere irtibatlanır.
Output cihazları örneğin küçük motorlar gibi, motor başlatıcıları, solenoid valfler, ve gösterge ışıkları çıkış modülü üzerindeki terminallere irtibatlanır. Bu cihazlar aynı zamanda günlük hayatta başvurulan elemanlardır. İstenen Program, Programlama cihazı veya terminal ile işlemcinin belleğine yüklenir. Bu program röle ladder lojiği kullanılarak girilir. Program, asıl denetim veya makinelere kadar ardışıl işlemlerle sonuçlandırılır.
1 GÜÇ KAYNAKLARI

Bu modüller PLC içindeki kartların beslemelerini (Giriş çıkış kartları hariç saklamakla yükümlüdür. Dış kaynak beslemelerini PLC’nin iç voltaj seviyelerine indirirler. PLC içindeki kartların güç sarfiyatına göre kaynağın maksimum çıkış akımı değişik değerlerde seçilebilir. Çıkış akımının çok yüksek olduğu durumlarda fan ünitesi ile soğutma gerekliliği yoktur.Güç kaynağının içindeki hafıza yedekleme pili ile CPU içindeki kullanıcı programı, kalıcı ‘retentive’ işaretleyiciler, sayıcı ve zamanlayıcı içerikleri gerilim kesilmesine karşı korunabilir. Bu yedekleme pili enerji yokken değiştirilecekse, dışarıdan bir kaynakla güç kaynağı beslenmelidir.



2. MERKEZİ İŞLEM BİRİMLERİ (CPU’s)

Merkezi işlem birimleri PLC sisteminin beyni olarak düşünülebilir. Bu birimler kumanda edilen sisteme ait yazılımın(sadece mantık yazılımının) saklandığı ve bu yazılımın işlendiği kartlardır.Merkezi işlemci haricinde program hafızası ve programlama cihazı bağlantısı için bir interface içerir.Ayrıca bazı modellerde başka PLC gurupları ile beraber çalışabilmeleri için özel interface’lerde bulunur.

CPU’lar çoklu işlemci sistemi ile dizayn edilmiştir.Bir standart mikroişlemcinin yanı sıra CPU tipi ile bağlantılı olarak bir yada daha fazla Gate-Array Tekniği ile özel olarak geliştirilmiş dil işlemcisi bulunur. Bu dil işlemcileri tanımlanmış olan kumanda komutlarını çok kısa sürede işlerler.Dil işlemcilerinin işleyemediği komutları da standart mikro işlemci yorumlar.Standart mikroişlemci ile dil işlemcisinin yada işlemcilerinin Co-Procsssing diye adlandırılan bu çalışma tarzı ile çalışmaları, PLC kumanda programının çok kısa zaman aralıklarında işlenmesini sağlar.Standart mikroişlemci aynı zamanda işletim sisteminin çalışmasından ve interface’lerin sorgulanmasından sorumludur.Sadece okumaya yönelik (ROM) hafıza içinde işletim sistemi bulunur.Kullanıcı tarafından yazılan PLC programı ise CPU’nun okunabilir-yazılabilir (RAM) hafızası içinde yer alır.Örnek olarak CPU 944’ün iç yapısı şu şekildedir;




Şekil-3.1 CPU 944’ün iç yapısı

Sistemde kullanılacak CPU’nun seçimi önemlidir. İstenen fonksiyonu uygun şekilde yerine getirebilmesi için CPU’nun işlem hızı, hafıza kapasitesi ve spesifik özelliklerinin process’in minimum gereklerini sağlaması şarttır. CPU ne kadar güçlü ise saklanabilecek kullanıcı programı o kadar geniş, bu programın işlenebilmesi de o kadar kısa sürede gerçekleşecektir. Bir başka deyişle process’i kontrol eden sistemin kendi kontrol mekanizması (CPU) process’e göre atıl kalmamalıdır. Örnek olarak SIMATIC 115U serisi CPU’lar düşünülecek olursa ,bu serideki CPU’lar CPU 941,CPU 942, CPU 943, CPU 943, CPU 944, ve CPU 945 olarak beş çeşittir.

Serinin en alt modeli olan 941 modelinde bir bit operasyonu yerine getirilmesi için gereken zaman 1,6 uS iken, serinin en üst modeli olan CPU 945’te aynı işlem 0,1uS’dir. Buradan da anlaşılacağı üzere sistemi kontrol eden CPU’nun performansı sahadaki aksiyonları farketme, değerlendirme ve karara varma aşamalarını minimum zamanda gerçekleyebilecek durumda olmalıdır.

CPU’lar ayrıca kumanda edilen sisteme göre PID fonksiyonlarını da işleyebilir.Analog modüller ve PID yardımcı software ile bağlantılı olarak sekiz PID kontrol çevrimine kadar işlem yapılabilir. CPU’ların program işlemesi daha ileride detaylı olarak işlenecektir.

PLC ler için tasarlanmış özel modüller isminden de anlaşılacağı üzere PLC nin vazifesi olmayan daha çok kişisel bilgisayarların görevi olan bilgi saklama uygulamalarında kullanılır. Bu saklanacak bilgilerin CPU içerisinde sabit olarak yer alması gereksiz ve çoğu zaman imkansızdır.Bu yüzden PLC sistemi içine dahil edilen bir kart ile bilgi alınması, alınan bu bilgilerin işlenmesi ve büyük oranlarda (CPU içerisinde saklanamayacak boyutta) saklanması sağlanır.Bu tür işlemlerin gerçekleştirilebilmesi için özel modül içerisinde birtakım yazılımlar yapılması gerekir.CPU bu kartlara bilgileri “internal bus’’ hattı üzerinden çeşitli komutalarla gönderir. Dos ortamı komutlarını çalıştırabilir ve örnek olarak database içerisinde bilgi saklayabilir. PLC ye takılabilen bu tip kart modeli PC’ler ayrıca flopy drive üzerinden bilgilerin backup olarak yedeklenmesini de sağlarlar. Burada saklanan değerlere ulaşılabilmesi için CPU içerisinde ilgili data blokların açılmış olması gerekmektedir. CPU içindeki STEP5 data blokları herhangi bir ara işlem gerektirmeden excel yada lotus dosyaları içine entegre edilebilir.

Kominikasyon modülleri PLC’lerle giriş-çıkış birimleri arasındaki yada başka PC’ler arasındaki data alışverişini sağlarlar. Bu modüller direkt bağlantı (point to poinı) ile işletilebileceği gibi bir network üzerinden de işletilebilir. Bire bir bağlantıda bağlantı yapılan CPU çift interface içerir. Bir porta programlama cihazı ile ulaşılırken diğeri üzerinden haberleşme sağlanır. Böylece sisteme daha fazla sayıda I/Q dahil edilmesi mümkün olur. Ayrıca LAN (local area network) üzerinden de data alışverişi sağlanır. Bu networklar içinde PLC’ler PC’ler saha elemanları ve Workstationlar bulunabilir . Prosesin monitör üzerinden izlenmesi printer raporlamaları da bu tip haberleşme modülleri üzerinden yapılır.

3. KARTLARIN TAKILDIĞI RAFLAR (Rack’s)

PLC kartlarının takıldığı bu raflar PLC sınıflarına göre farklılıklar göstermektedir. PLC grubu içinde S5-90 ve S5-95 direkt olarak raylı montaj olup herhangi bir rafa monte edilmemektedir. S5-100 kartları submodüle olarak tabir edilen elemanlar üzerine monte edilmektedir. Bu elemanlar üzerinde bulunan bus hattı ile haberleşme sağlanmaktadır.Ayrıca modüler yapıda olan bu elemanlar montaj kolaylığı sağlamaktadır. Submodüler ray üzerine takılırlar. S5-100 tipi PLC’ye ait kartlarda submodüller üzerine vidalanmak suretiyle monte edilir. S5-115 sistemlerinde submodüllerin görevlerini subrack’ler yerine getirir. Subrack’ler ray sistemine uyumlu olmayıp vida montajı ile sabitlenirler. Bu elemanların ihtiyaca göre değişik tipleri bulunmaktadır. Bazı modellere sadece giriş-çıkış kartları takılabildiği gibi bazılarına da çeşitli özel modüller takılabilmektedir. S5-115 sistemi subrack’lerin de ayrıca bazı yüksek akım çekebilen kartların soğutulabilmesi için fan ünitesi montajı da yapılabilmektedir. S5-135 ve S5-155 sistemlerinde kartların takıldığı raflar daha özellikli olup PLC de kullanılan kartların beslemelerini sağlayan güç kaynağı da barındırmaktadır. Ayrıca bu güç kaynağı içinde soğutucu fanlar bulunmaktadır.