faaliyet alanları
ENDÜSTRİYEL YAZILIM VE PROJELENDİRME
INVERTER
Enerji tasarrufunu sağlamak amacıyla çok sayıda cihaz kullanılmaktadır. Bu anlamda enerji tasarrufunu sağlamak amacıyla devrelerdeki frekans ayarını düzenleyen cihazlara da inverter ismi verilmektedir. Alternatif akımı doğru akıma, doğru akımı da alternatif akıma çeviren; 3 fazlı çalışma sistemine sahip olan, gerilim ve frekansları düzgün bir şekilde ayarlayan tüm cihazlar inverter ismiyle anılmaktadır. Daha basit bir şekilde anlatılacak olursa; inverterler 12V, 24V ve 48V doğru akıma sahip akü voltajını 230V alternatif akım 50 Hz voltajına çevirirler. Ayrıca inverter, DC geriliminden AC gerilimi elde etmek içinde kullanılan bir cihazdır.
Inverter Nasıl Çalışır?
Inverter çalışma sistemi için bir örnek verecek olursak; kesintisiz UPS kaynaklarında hem invertör hem de konvertör kullanılır. İlk olarak AC gerilim önce konvertöre gelir ve DC’ye çevrilir, daha sonra oluşan DC sinyali inverter içerisinde AC’ye çevrilir. Bu sayede 220 volt elektriğin olmadığı bir yerde 12 ve 24 voltluk aküden 220 volt enerji elde edilebilir.
Bilinmesi gereken bir diğer kısım ise inverter cihazların elektrik üretmediğidir. Kullandıkları tüm enerjiyi direkt ya da yardımcı enerji kaynaklarından alırlar ve 12 volt doğru akımı 220 v alternatif akıma çevirirler. Bu yüzden direkt ya da yardımcı enerji kaynaklarına yakın mesafeden 12 volt tarafındaki kablo bağlanabilir ve bu kablo kalın olabilir. Fakat uzak olacak kısım yani 220 volt olan kısımda hem uzun hem de ince kablolar kullanılmalıdır.
Inverter Ne İşe Yarar?
Genel olarak inverter özelliği, 0,5 ile 2000 Hz arasında hız ayarı yapabilmesidir. Yani inverter; önce şebekelerdeki gerilimleri düzenler, şebekede meydana gelen tüm gerilim dalgalanmaları, pikleri ve bozucu elektrik dalgalanmalarını ara devre elemanı olan kondansatör ve bobinlerde filtreleyip temizler. Bu sayede cihazlardaki enerji tasarrufu artar. Kalkış akımları olmadığı için hiçbir şekilde şebekeye zarar vermezler ve aç/kapat sistemiyle çalışmazlar. En az ve en çok aralıklarla çalışırlar. Bu sebepten dolayı da sıklıkla kullanılırlar.
HMI (DOKUNMATİK PANEL)
Bir HMI yani operatör panelin ne olduğunu bilmek, otomasyon ile uzaktan yakından ilgisi olan herkes için oldukça önemlidir. Açılımı “Human-Machine Interface” olan HMI terimi, “İnsan-Makine Arayüzü” anlamına gelmekte olup, “dokunmatik panel”, “touch panel”, “operatör panel” gibi isimler ile endüstriyel otomasyon sektörünün önemli konulardan biridir. Aslında, sektörün geleceği, bu teknolojinin elinde yatıyor gibi görünmektedir. Bu nedenle, “insan ve makine” gibi birbirine bağımlılık derecesinde yakın olan iki dünyayı bir araya getirmeyi mümkün kılmak, bu alanda çalışacak en yenilikçi platformu yaratmak için üreticiler arasında bir rekabet oluştuğuna şahit olmak hiç şaşırtıcı değildir.
HMI sistemi nedir?
Neden bahsettiğimiz konusunda daha da fazla açıklama yapmak gerekirse; bir HMI, diğer adı ile İnsan-Makine Arayüzü, kullanıcının, makine ve üretim tesisleri ile iletişim kurmasına olanak sağlayan bir aygıt ya da yazılımdır. HMI sistemi, erişilebilir bir bilgi içerisindeki büyük miktarda karmaşık veriyi çevirerek çalışmaktadır. Bu şekilde, operatör üretim sürecini kontrol etmek için gerekli tüm araçlara sahip olmaktadır. Endüstriyel otomasyon dünyasında bu tanım bağlamında kavramsallaştırılırsa, HMI sistemin daha duyarlı ve kullanıcı dostu olduğu ve daha verimli ve maliyet-fayda unsurlu bir araç olduğu açıktır. HMI evrimi HMI kavramının ne olduğunu tam olarak anlamak için, bir adım geri atmakta fayda vardır. Aslında, bu sistemin bir buton ile başladığını söylemek yanlış olmaz. Sonrasında butona ışık eklendi. Ertesinde ışıklı butonlar geldi. Sonrasında elektronik paneller içeren kablolu cihazlar ortaya çıktı. Bu gelişmeleri kişisel bilgisayarlar ve yazılım programlarının yükselişi izledi. Bu önlemez yükseliş ile birlikte İnsan-Makine ara yüzleri dünyası büyük bir evrim geçirdi. Ortak kanı bu yeni çağın bizlere getirdiği yeniliklerin, getirebileceklerine kıyasla çok az kaldığı yönünde.
Bu sistemler sınırsız potansiyelleri ile ne yapar?
İki cevap vardır:
Yazılım; Daha önceden opsiyon varsayılan araçların (dokunmatik ekran veya renkli ekran vb.), bugün ilerici bir standardizasyona dahil edildiğine tanıklık etmekteyiz. Firmalar için yazılım ve SCADA açısından rekabet etme bir zorunluluk haline gelmiştir.
Yeni “fiziksel” teknolojiler ile entegrasyon; teknolojik cihazlar ile ortak kullanım eğilimidir. Bu eğilim, son nesil HMI sistemlerinin varacağı nokta olarak tahmin edilmektedir. Bu sayede, HMI ürünlerin, insanların akıllı telefonlar ve tabletleri ile benzer platformlar üzerinde kolay kullanımlı ve kullanıcı dostu olması sağlanmaktadır. Endüstriyel Otomasyon sektöründe HMI Endüstriyel Otomasyon ile HMI ilişkisi hakkında kısa bir açıklama yapmak gerekmektedir. Temelde, HMI cihazı görselleştirme ve uygulama kontrolünü sağlar. Böylece I/O, SoftPLC CoDeSys’deki veya EtherCAT ve (embedded “gömülü” sistemler daha tercih edilir) işletim sistemleri gibi kaynakları kullanarak, herhangi bir üretim tesisi ile iletişim kurmasını sağlar. Tesise göre, cihazın özelliklerini bağlantı, teknoloji ve hatta boyutları açısından değiştirilebilir. Bu nedenle, Endüstriyel Otomasyon sektöründe standart 4.3” ekranlı cihazlardan gelişmiş geniş ekran 15,6” ekranlı cihazlardan farklı modelde HMI bulabilirsiniz. Bu sayede, her kullanıcı istediği ve ihtiyacı olan çözüme ulaşabilmektedir. Operatörlerinin işi basitleştirmek için, dokunmatik ekran teknolojisi (kapasitif veya rezistif) makineleri ve üretim tesisleri ile sezgisel etkileşim sağlayan çözümler de mevcuttur.
PROGRAMLANABİLİR LOJİK KONTROL SİSTEMLERİ (PLC)
Endüstriyel uygulamaların her dalında yapılan genel amaçlı kumanda ve otomasyon çalışmalarının bir sonucu olan PLC tekniği, kullanıcılara A’dan Z’ye her türlü çözümü getiren komple bir, teknoloji alt grubudur. Endüstriyel kontrolün gelişimi PLC’lerin gerçek yerini belirlemiştir.
İlk önce analog kontrolle başlayan, elektronik kontrol sistemleri zamanla yetersiz kalınca, çözüm analog bilgisayar adını verebileceğiz sistemlerden, dijital kökenli sistemlere geçmiştir. Dijital sistemlerin zamanla daha hızlanması ve birçok fonksiyonu, çok küçük bir hacimle dahi yapılabilmeleri onları daha da aktif kılmıştır. Fakat esas gelişim, programlanabilir dijital sistemlerin ortaya çıkması ve mikroişlemcili kontrolün aktif kullanıma geçirilmesinin bir sonucudur. Mikroişlemcili kontrolün, mikroişlemci tabanlı komple sistemlere yerini bırakmak zorunda kalması, Z80 ile aylarca süren tasarlama süresinin yanında, baskı devre yaptırmak zorunda kalınması ve en küçük değişikliğin bile ağır bir yük olmasının sonucudur. İşte bu noktada PLC’ler hayatımıza girmeye başlamıştır.
PLC, günümüzde endüstride hemen hemen her alanda el değmeden eğitim sürecine girilmiştir. El değmeden gerçekleştirilen üretimlerde PLC’ler kullanılmaktadır. PLC “ Programlanabilir Lojik Kontrolör ” İngilizce kelimelerinin baş harflerinin alınarak kısaltılması ile oluşur.
PLC bir bilgisayara benzetilirse; girişlerinde Mouse ve klavye yerine basit giriş bağlantıları vardır. Yine çıkışlarında ekran yerine basit çıkış bağlantıları vardır. Girişlere bağlanan elemanlara sensör, çıkışlara bağlanan elemanlara da iş elemanı denir.
PLC Sistemlerinin Avantajları
PLC’lerin, daha önce kullanılan konvansiyonel sistemler ile karşılaştırıldığında bir çok avantajı vardır. Eski sistemlerin getirdiği birtakım zorluklar bugün PLC’lerin yaygınlaşması ile aşılmıştır.
PLC sistemleri önceki sistemlere göre daha az yer kaplamaktadır. Dolayısıyla kontrol sisteminin yer aldığı dolap yada pano boyutları oldukça küçülmektedir. Sınırlı alanlarda kontrol mekanizmasının kurulması imkanı ortaya çıkmıştır. Sistem için sarf edilen kablo maliyetleri nispeten daha azalmıştır. Ayrıca PLC sisteminin kurulmasının kolay olması ve kullanıcıya, kurulu hazır bir sistemin üzerinde değişiklik ve ilaveleri kolayca yapabilme esnekliğinin sağlanması, PLC’lerin giderek yaygınlaşmasına ve endüstride her geçen gün daha fazla kullanılmalarına neden olmuştur. Bu avantajlar ile proje maliyetleri de azaltılarak, proje mühendislerine de ticari açıdan büyük faydalar sağlamıştır.
PLC ile Röleli Sistemlerin Karşılaştırılması
• PLC ile daha üst seviyede otomasyon sağlanır.
• Az sayıda denetim yapılan durumlarda tesis yatırımı PLC’ de daha fazladır.
• PLC’li sistem daha uzun süre bakımsız çalışır ve ortalama bakım onarım süresi (MTTR-Meal Time To Repair) daha azdır.
• Arızalar arası ortalama süre (MTBF-Mean Time Between Feilures) PLC’li sistem için 8000 saatten daha fazladır.
• Teknik gereksinimler değişip arttıkça PLC’li sistem az bir değişiklikle ya da hiçbir değişikliğe gereksinim duyulmadan yeniliğe adapte edilebilirken röleli sistemde bu oldukça zordur.
• PLC’ler daha az bir yer kaplar ve enerji harcarlar
PLC Sistemler ile Bilgisayarlı Kontrol Sistemlerin Karşılaştırılması Endüstriyel kontroldeki yeni trendler, software tabanlı kontrol sistemlerini gündeme getirdi. PC tabanlı kontrol sistemi seçimiyle sürecin sadece ilk adımı atılmaktadır.
Peki ya daha sonrası? Kontrol sistemleri için PC tabanlı ya da PLC’ ye dayalı kontrol yapısında karar vermeden önce, dikkate alınması gereken tüm noktaların titizlikle analiz edildiğinden emin olunmalıdır.
Yazılım PC tabanlı kontrol sistemleri, uygulama için gerekli operasyonları gerçekleştirecek şekilde geliştirilen bir yazılım programıdır. Bu nedenle, bu tip sistemler, aynı zamanda yazılım motoru (soft control engine) olarak da adlandırılmaktadır.
Unutulmamalıdır ki; PC tabanlı kontrol sistemi sipariş edildiğinde, özel bir işletim sistemi için geliştirilmektedir. Bu noktada asıl mesele bu işletim sisteminin seçimidir. Windows NT, gerçek zamanlı (real time) veya bir başka gerçek zamanlı işletim sisteminin seçimi yapılmalıdır. Bu sistemler için en yaygın olarak kullanılanı Windows NT’dir. Bu işletim sisteminin zorlu endüstriyel ortamlarda gerçek zamanlı kontrol amaçlı dizayn edilmemiş olması nedeniyle, üzerinde yoğunlaşan tartışmalara rağmen, PC tabanlı kontrol sistemlerinde, % 90 civarında bu işletim sisteminin kullanıldığı tahmin edilmektedir. Konuya genel olarak bakıldığında, Windows NT, kabul edilebilir bir işletim sistemi olarak düşünülebilir.
Donanım Sistem seçiminin en kritik etkenlerinden birisi de donanımdır. Yazılım üzerinde koşacağı donanım için genellikle şu seçenekler söz konusudur;
• Endüstriyel PC
• Ticari bir PC
• Açık kontrolörler (open controller)
Her hangi bir bilgisayar satıcısından kolayca temin edilebilen ticari PC’ler, ekonomik fiyat ve temin kolaylığı avantajlarına sahiptir. Buna karşılık endüstriyel koşullarda çalışma performansı yeterli düzeyde değildir.
Diğer taraftan endüstriyel PLC’ler sanayideki ağır çalışma koşulları için gelişmiş özelliklere sahip cihazlardır. (sarsıntılı, nemli, tozlu, gürültülü ortamlar için önleyici donanımlara sahiptirler). 0- 60 C ortam ısılarında ve %0 ve %95 arası nem oranı olan ortamlarda çalışabilir.
Bununla birlikte farklı programlama dili, arıza bulma ve bakım kolaylıklarının olması gibi özelliklerden dolayı bilgisayarlardan farklıdırlar. Bilgisayarların arıza ve bakım servisi ile programlama dillerinin öğrenilmesi için özel bir eğitime gerek vardır. PLC programlama dili klasik kumanda devrelerinde uygunluk sağlayacak şekildedir. Bütün PLC’lerde hemen hemen aynı olan AND, OR, NOT (VE, VEYA, DEĞİL) gibi boolean ifadeleri kullanılır. Programlama klasik kumanda sistemini bilen birisi tarafından kolayca yapılabilir.
Büyük çaplı kontrol sistemleri için bilgisayarların mikroişlemcilerin kullanılması, 10 adet röle kontaktör elemanlarından daha az eleman gerektiren kontrol devrelerinde de klasik kumamda devrelerinin kullanılması daha avantajlı ve gereklidir. Diğer seçenek olan açık kontrolörler ise, PLC yapısının içine, PC tabanlı kontrol yapısının entegre edilmesiyle ortaya çıkmaktadır. Hafıza MByte ve GByte düzeyinde hafıza gereksinimi olan uygulamalarda PLC’ler genelde yardımcı işlemci (coprocessor) desteğine ihtiyaç duyulmaktadır PC tabanlı sistemlerin , sabit disklerinin GByte düzeyine erişmesi, yüksek hafıza gereksinimi olan uygulamalarda avantaj sağlamaktadır.
Özet olarak PLC ile PC hakkında şunlar söylenebilir; PLC’li sistem endüstriyel ortamdaki yüksek düzeydeki elektriksel gürültü elektromanyetik parazitler, mekanik titreşimler, yüksek sıcaklıklar gibi olumsuz koşullar altında çalışabilir. PLC’lerin yazılım ve donanımları o tesisin elemanlarınca kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Teşhis yazılarıyla hatalar kolayca bulunabilir. Yazılım, alışagelmiş röle sistemleri ile yapılabilir. Bilgisayarlar birden fazla programı değişik sıralarla esnek bir şekilde gerçekleştirirken, PLC’ler tek bir programı sıralı bir şekilde baştan sona gerçekleştirir. Ayrıca PC tabanlı sistemin, güncel teknolojideki yeniliklere adapte olabilmesi açısından kullanım süresi daha kısadır.
Programlanabilir lojik kontrolörlerin çıkışı 60’li yılların sonu ile 70’li yılların başlarına dayanır. İlk kumanda kontrolörleri bağlantı programlamalı cihazlardı. Bu cihazların fonksiyonları, lojik modüllerin birbirine bağlantı yapılarak birleştirilmesi ile gerçekleştiriliyordu. Bu cihazlarla çalışmak hem zordu, hem de kullanım ve programlama olanakları sınırlıydı. Bugünkü PLC’ler ile karşılaştırıldığında son derece basit cihazlardı. PLC’lerin ortaya çıkarılma amacı, röleli kumanda sistemlerinin gerçekleştirdiği fonksiyonların mikroişlemcili kontrol sistemleri ile yerine getirilebilmesidir. Lojik temelli röle sistemlerine alternatif olarak dizayn edildiklerinden PROGRAMLANABILIR LOJIK KONTROLÖR (Programmable Logic Controller) adı verilmiştir.
PLC Sistemleri Kullanmanın Faydaları
PLC’lerin, daha önce kullanılan konvansiyonel sistemler ile karşılaştırıldığında bir çok avantajı vardır. Eski sistemlerin getirdiği bir takım zorluklar bugün PLC sistemlerin yaygınlaşması ile aşılmıştır. PLC sistemleri önceki sistemlere göre daha az yer kaplamaktadır. Dolayısıyla kontrol sisteminin yer aldığı dolap ya da pano boyutları oldukça küçülmektedir. Sınırlı alanlarda kontrol mekanizmasının kurulması imkanı ortaya çıkmıştır. Sistem için sarf edilen kablo maliyetleri nispeten daha azalmıştır. Ayrıca PLC sisteminin kurulmasının kolay olması ve kullanıcıya, kurulu hazır bir sistemin üzerinde değişiklik ve ilaveleri kolayca yapabilme esnekliğinin sağlanması, PLC sistemlerinin giderek yaygınlaşmasına ve endüstride her geçen gün daha fazla kullanılmalarına neden olmuştur. Bu avantajlar ile proje maliyetleri de azaltılarak, proje mühendislerine de ticari açıdan büyük faydalar sağlamıştır.
Güvenilirlik: Tehlikelere karşı hemen hemen tüm elemanların korunmuş olduğu elektronik birimlerden oluşmaktadır.
Fiziksel Büyüklük: PLC sistemlerinin 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.
Ortam Dayanıklılığı: PLC’ler özellikle endüstriyel ortamlar için tasarlandıklarından bu tip ortamlarda dayanıklılık göstermektedirler.
İletişim Kabiliyeti: PLC sistemleri kendi aralarında, kişisel bilgisayarlarla, ve diğer akıllı cihazlarla iletişim sağlayabilmektedirler.
Kompleks Yapı: PLC sistemler birçok makinenin aynı anda kontrolünü, bellekteki, her iş elemanına ait alt programlar ile yapabilmektedirler.
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.
Çözüm Ortaklarımız
