T.C. MLL ETM BAKANLII

MEGEP (MESLEK ETM VE RETM SSTEMNN

GLENDRLMES PROJES)

ELEKTRK ELEKTRONK TEKNOLOJS

ELEKTRONK ENSTRMANTASYON VE KONTROL

ANKARA 2007

Milli Eitim Bakanl tarafndan gelitirilen modller; Talim ve Terbiye Kurulu Bakanlnn 02.06.2006 tarih ve 269 sayl Karar ile

onaylanan, Mesleki ve Teknik Eitim Okul ve Kurumlarnda kademeli olarak yaygnlatrlan 42 alan ve 192 dala ait ereve retim programlarnda amalanan mesleki yeterlikleri kazandrmaya ynelik gelitirilmi retim materyalleridir (Ders Notlardr).

Modller, bireylere mesleki yeterlik kazandrmak ve bireysel renmeye rehberlik etmek amacyla renme materyali olarak hazrlanm, denenmek ve gelitirilmek zere Mesleki ve Teknik Eitim Okul ve Kurumlarnda uygulanmaya balanmtr.

Modller teknolojik gelimelere paralel olarak, amalanan yeterlii kazandrmak koulu ile eitim retim srasnda gelitirilebilir ve yaplmas nerilen deiiklikler Bakanlkta ilgili birime bildirilir.

rgn ve yaygn eitim kurumlar, iletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modllere internet zerinden ulaabilirler.

Baslm modller, eitim kurumlarnda rencilere cretsiz olarak datlr.

Modller hibir ekilde ticari amala kullanlamaz ve cret karlnda satlamaz.

i

AIKLAMALAR .............................................................................................................. iii GR ..................................................................................................................................1 RENME FAALYET1.................................................................................................3 1. ELEKTRONK ENSTRMANTASYON VE KONTROL SSTEMLER........................3

1.1. Fiziksel zellikler ve lmleri ................................................................................3 1.1.1. Hz ve vme lm ..........................................................................................3 1.1.2. , G ve Enerji lme .....................................................................................4 1.1.3. Bir Svnn zellikleri ve Svnn Viskozitesi .....................................................6 1.1.4. Scaklk Deerlerinin Dnm........................................................................7

1.2. lm Aletleri ve Sinyal leme ................................................................................9 1.2.1. Sabit Mknatsl l Aletlerinin alma Esaslar ...........................................13 1.2.2. Gsterme, Kaydetme ve Entegre Etme Cihazlar...............................................14 1.2.3. l Aleti Hareket Yapsndaki Temel Paralar................................................15

1.3. Dntrcler (Transducers) .................................................................................16 1.3.1. Transduserlerin Temel Tipleri ..........................................................................16 1.3.2. Transduserlerin alma Esaslar......................................................................18 1.3.3. Deiik Tip Transduserlerin Karakteristikleri ve Uygulamalar.........................18 1.3.4. Belirli Endstriyel Uygulamalar in Transduser Tipleri ...................................23

1.4. Kontrol Sistemlerine Giri .......................................................................................29 1.4.1. Kontrol Sistemlerinin Temel Elemanlar...........................................................31 1.4.2. Kontrol Sistemlerinin eitleri .........................................................................31 1.4.3. Mikroilemci Paralarnn (Elemanlarnn) Fonksiyonu ....................................34

1.5. Kontrolrler ............................................................................................................35 1.5.1. Proses Kontrol Sisteminde Kontrolrlerin Rol ................................................36 1.5.2. Kontrolrlerin eitleri ....................................................................................36 1.5.3. Kontrolr Devrelerinde Kullanlan Semboller...................................................37

1.6. Kontrol Sistem Yntemleri......................................................................................42 1.6.1. Endstriyel Kontrol Uygulamalarnda Kullanlan Lojik Sistemler .....................43 1.6.2. Kontrol Sistemlerindeki Bellek Birimlerinin Rol ............................................45 1.6.3. Programlanabilir Kontrolrlerin Kullanm Alanlar...........................................47

1.7. Veri Kayd, letim ve Gsterge (Gsterimi) .............................................................51 1.7.1. Enstrmantasyon ve Kontrol Sistemleri in Gerekli Data eitleri...................51 1.7.2. Data Toplama Sistemlerinin eitleri (Yntemler)............................................51 1.7.3. Endstriyel Uygulamalar in Ana Kontrol Merkezinin Fonksiyonu .................54 1.7.4. Ekipman Kullanm ile lgili Genel Hkmler ..................................................54

UYGULAMA FAALYET ...........................................................................................56 LME VE DEERLENDRME .................................................................................57 PERFORMANS DEERLENDRME ...........................................................................59

RENME FAALYET-2 ...............................................................................................60 2. KONTROL UYGULAMALARINDA BAKIM VE ONARIM........................................60

2.1. Bakm ve Arza Tespit Prosedrleri .........................................................................61 2.1.1. Arza ktka Bakm.......................................................................................61 2.1.2. Koruyucu Bakm..............................................................................................61 2.1.3. Kestirimci Bakm .............................................................................................62 2.1.4. Proaktif Bakm.................................................................................................62 2.1.5. Gvenilirlik Esasl Bakm ................................................................................62

NDEKLER

ii

2.2. Enstrmantasyon ve Kontrol Sistemleri in Tesisatta Dikkat Edilmesi Gerekenler..62 2.3. Arza Gidermede Blok ema ile alma.................................................................62 UYGULAMA FAALYET ...........................................................................................65 LME VE DEERLENDRME .................................................................................66 PERFORMANS DEERLENDRME ...........................................................................67

MODL DEERLENDRME...........................................................................................68 CEVAP ANAHTARLARI .................................................................................................71 NERLEN KAYNAKLAR ..............................................................................................73 KAYNAKA ....................................................................................................................74

iii

AIKLAMALAR

KOD 523EO0088 ALAN Elektrik Elektronik Teknolojisi DAL/MESLEK Endstriyel Bakm Onarm MODLN ADI Elektronik Enstrmantasyon ve Kontrol

MODLN TANIMI Fakslarn almas ve eitleri ile ilgili temel bilgi ve becerilerin kazandrld renme materyalidir. SRE 40/24

N KOUL Elektronik Devreler ve Sistemleri 1-2 modllerinde baarl olmak

YETERLK Elektronik enstrmantasyon ve kontrol sistemlerini kullanmak ve arzalarn gidermek.

MODLN AMACI

Genel Ama Gerekli ortam salandnda, elektronik enstrmantasyon ve kontrol sistemlerini verimli kullanabilecek, bunlarn arzalarn giderebileceksiniz Amalar 1. Elektronik enstrmantasyon ve kontrol sistemlerini

tanyacak ve kullanabileceksiniz.

2. Elektronik enstrmantasyon ve kontrol sistemlerinin bakm ve onarmn yapabileceksiniz.

ETM RETM ORTAMLARI VE DONANIMLARI

Atlye ve laboratuvar, analog ve dijital l aleti.

LME VE DEERLENDRME

Her faaliyet sonrasnda o faaliyetle ilgili deerlendirme sorular ile kendinizi deerlendireceksiniz. retmen, modl sonunda size lme arac (uygulama, soru-cevap, test, oktan semeli, doru yanl vb.) uygulayarak modl uygulamalar ile kazandnz bilgi ve becerileri lerek deerlendirecektir.

AIKLAMALAR

iv

1

GR Sevgili renci,

Gnmzde otomatik retim, modern sanayinin temelidir. Enstrmantasyon ve

kontrol konusunda mekanik, hidrolik ve elektronik bir araya gelmekte ve otomasyon aralar olarak kuvvet, basn, hz iletme sistemleri, rleler, ykselticiler, sinyal dntrcler, elektriksel hidrolik ve pnomatik harekete geiriciler kullanlmaktadr.

lm ilemlerinde ve tezghlarn ayarnda otomatik kontrolden yararlanlmakta;

otomatik torna, freze, matkap ve talama otomasyonun bir ksmn oluturmaktadr. Otomasyon, Henry Fordun 20. yzyln banda ilk kez kitle retim tesisini gerekletirdii zamanki kadar nemli bir teknolojik deimedir. Tam otomasyona rnekler verirsek, modern bir petrol rafinerisi ya da tek bir denetim sisteminden elektronik darbelerle ynlendirilen petroln iinden akt boru hatt sistemi bugnk uygulamalardandr. Otomatik kontrol sistemlerinde sistem kendi kendini dzenleyici ve dzeltici zellie de sahip olmaldr.

Yar otomasyonlu sanayilerin dnda tam otomasyonla alan iki sanayi dal vardr,

biri elektrik gc retimi, ikincisi ise petrol rafinerisidir. Ama tm gelecek otomasyona, otomatik kontrole aittir ve otomasyonun birok uygulama imkn ok ksa srede gerekleecektir.

Yarnn dmelerle alacak fabrikasnda, belki de retim sahasnda hi ii

olmayacaktr. Pratik olarak bugnk otomasyonla g retim santralinde ve petrol rafinerisinde hi ii yoktur. Ama ayn anda makineye bilgi hazrlayan ve onu makineye veren programclar, makine yapmclar, makine yerletiricileri, onarmclar vb. gibi yksek beceri isteyen ilerde alan inanlmaz oklukta insan vardr. Ayrca makinenin tasarmclar, izimcileri, sistem mhendisleri, matematikiler ya da mantklar gibi byk sayda eitilmi insan potansiyeline ihtiya vardr.

Bu modl tamamladnzda, elektronik enstrmantasyon ve kontrol sistemlerinin

yapsn tanyacak, verimli kullanabilecek ve arzalarn giderebileceksiniz.

GR

2

3

RENME FAALYET1 Elektronik enstrmantasyon ve kontrol sistemlerini tanyacak ve kullanabileceksiniz. Bu faaliyet ncesinde yapmanz gereken ncelikli aratrmalar unlardr:

Elektronik enstrmantasyon ve kontrol sistemlerini aratrnz. Elektronik enstrmantasyon ve kontrol sistemlerinin nemi, fiziksel zellikler

ve lmleri, lm aletleri ve sinyal ileme, deitiriciler (transducers), kontrol sistemleri, kontrolrler, kontrol sistem metotlar, veri kayd, iletim ve gsterge (gsterimi) hakknda bilgi edininiz.

Aratrma ilemleri iin internet ortamnda aratrma yapmanz ve elektronik enstrmantasyon ve kontrol sistemleri ile ilgili almalar yapan firmalar gezmeniz, bu sistemleri kullanan kiilerden n bilgi almanz gerekmektedir.

1. ELEKTRONK ENSTRMANTASYON VE KONTROL SSTEMLER

1.1. Fiziksel zellikler ve lmleri

Enstrmantasyon ve kontrol sistemleri temel ilev olarak herhangi bir ortamdaki bir

bykl alglayp, elektronik ortama uygun hle dntrr, iledikten sonra bunu bir ekranda gsterir ve elde edilen bu deerle bir makinenin denetimini yapan sistemlerdir. Hz, ivme, eim, basn, scaklk vb. gibi niceliklerin hassas bir ekilde llmesi, bunlarn denetimi bu kapsama girmektedir. Bu blmde baz temel fiziksel byklkler ve zellikleri incelenecektir.

1.1.1. Hz ve vme lm

Hz bir hareketli paracn birim zamanda kat etmi olduu yoldur. Matematiksel

olarak hz (Alnan yol / Geen zaman; V= S/t (m/sn) ) olarak ifade edilir. Hz bir cismin dinamik karakteristiidir, Newtonun ikinci kanununa gre hz, bir kuvvetin uygulanmasn gerektirir. Aslnda yer deiimi, hz, ivme birbiri ile ilikilidir. Hz yer deiiminin birinci trevi, ivme ise ikinci trevidir. Bir cismin ivmesi, o cismin hznn zamana gre deiim miktarna denir. Hz ve ivme pozisyon veya yaklam dedektrleri ile kartlmaz, bunun yerine zel alglayclarla llr. Hz veya ivme dnm iin herhangi bir alglaycnn dayand referans noktasna gre cismin yer deiimi llr. Hz ve ivme lmlerinde

RENME FAALYET1

AMA

ARATIRMA

4

elektromanyetik hz alglayclar ve eitli ivme lerler (kapasitif, piezo-rezistif, piezo-elektrik, sl) kullanlr.

1.1.2. , G ve Enerji lme

Elektrik enerjisi ile alan alcya elektrik enerjisi uygulandnda s, k, hareket vb.

ekilde elde edilir. Bir kuvvet altndaki cismin, kuvvetten etkilenerek yer deitirmesine i denir. Parack dinamiinin temel problemlerinden biri de paracn zerine etkiyen kuvvet biliniyorsa, paracn nasl hareket edeceini bulmaktr. Birim i bir cisme birim uzunlukta bir hareket salayan birim kuvvetin yapt itir. SI birim sisteminde i, 1 Newton metre veya 1 Joule'dr.

ekil 1.1: ve kuvvet

Bir cisme i yaptrabilme kabiliyetine ise o cismin enerjisi denir. Dier bir deyimle i

yapabilme kapasitesi olarak tanmlanr. Mekanik enerji, kimyasal, nkleer, s ve elektrik enerjisi gibi enerji eitleri de bulunmaktadr. Belli bal enerji eitleri aadaki tabloda gsterilmitir.

Tablo 1.1: Enerji eitleri

5

Elektrik enerjisi bir i yaptrdna gre bir gce sahiptir. Buradan da grld gibi birim zamanda yaplan ie g denir. Gcn birimi watttr. Bu g devreye uygulanan gerilim ve ekilen akmla doru orantldr. Elektriksel g: P = V x I eklinde ifade edilir. P = Elektriksel g (Watt), V= Gerilim (Volt), I= Akm (Amper) rnek: 220 volt gerilimle alan bir t 4.8 amper akm ekmektedir bu tnn gcn hesaplaynz. P= V x I = 220 x 4,8 = 1056 watt

Alclar genellikle standart gerilimlerde altklarndan ayn gerilimle alan

alclardan fazla akm ekenler daha fazla g harcayacaktr. Elektrik devrelerinde g ampermetre-voltmetre kullanlarak veya wattmetreler kullanlarak llr.

1.1.2.1. Ampermetre ve Voltmetre Yardm ile G lmek

P = V x I formlnde grld gibi elektrik devrelerinde akm ve gerilimin arpm

elektriksel gc verir. Burada elektrik devresinin ektii gcn bulunabilmesi iin akm ve gerilim deerlerinin llmesi gereklidir. Ancak alternatif akmda omik direnlerin ektii g aktif, bobin ve kondansatrlerin ektii g reaktiftir. Bu yzden P= V x I forml ile gcn hesaplanmas, yalnz DC devrelerde ve omik direnli AC devrelerinde mmkndr.

1.1.2.2. Wattmetreler ile G lmek

Dorudan doruya g len aletlere wattmetre denir. Wattmetrelerin dijital ve

analog tipleri bulunmakta olup, genelde W ve KW seviyelerinde snflandrlr. Wattmetreler ile doru ve alternatif akmda g llebilir. Ancak AC ve DC wattmetre seimine, AC ve DCde g lebilen wattmetre de ise AC-DC kademe seimine dikkat edilmelidir. G akm ve gerilimin arpmna eit olduundan wattmetreye alcnn akm ve gerilim deerleri ayn anda girilmelidir. Bu ihtiya wattmetrenin akm bobini g lm yaplacak devreye seri, gerilim bobini paralel olacak ekilde balanarak karlanr. Wattmetrelerde kk g llecekse akm bobinin, sonra byk g llecek ise akm bobininin nce balanmas lme hatasn azaltacaktr. 1.1.2.3. lmek

Elektrik enerjisinin zaman ierisinde kullanm ii oluturur. W =P.t forml ile i

hesaplanr. Elektriksel ii len aletlere elektrik sayalar denir. Elektrik sayalar abonenin harcadklar elektrik enerjisini kilowatt saat (KWh) cinsinden ler.

Elektrik sayalar, harcanan elektrik enerjisini KWh cinsinden len, bir ve fazl

alternatif akm devrelerinde kullanlan indksiyon tipi ve elektronik tip olarak retilen l aletleridir. Son yllarda elektronik elektrik sayalar olarak isimlendirilen elektrik sayalar, gnn farkl saatlerinde ve hafta sonlar farkl cretlendirme yapabildiklerinden kullanm zorunlu olmutur. Analog sayalarda akm ve gerilim bobini mevcut olup sayaca bal devreden akm getiinde oluan manyetik alan saya ierisindeki alminyum diskin dnmesini salar. Diskteki hareket bal olduu bir numaratre aktarlr, bylece harcanan

6

elektrik enerjisi miktar numaratr ile ifade edilir. Elektronik sayalarda llen i dijital bir ekrandan okunur. Bu sayalarda llen deer, tarih, gerek zaman saati dnml olarak dijital ekranda ifade edilir. Elektronik sayalar farkl tarifeler zerinden cretlendirme yapmann yannda optik port vastas ile okuma kolayl salamaktadr. Kalibrasyona analog sayalara gre daha az ihtiya gstermektedir.

Resim 1.1: Dijital ve analog elektrik sayalar ve balant emas

1.1.3. Bir Svnn zellikleri ve Svnn Viskozitesi Akkan (sv likit) madde denince aklmza hemen akan madde gelir. nk

maddeler tabiatta kat, sv ve gaz hlinde bulunur. Bunlardan sv ve gaz hlindeki maddeler akkandr. Akkan maddede maddenin moleklleri birbiri zerinde kayar. Su, ya, cva gibi maddeler akkanlk zelliine sahiptir.

Bu akma, madde molekllerinin birbiri zerinde kaymasdr. Baz maddelerin

akkanl az iken baz maddelerinki ise yksektir. rnein, suyun akkanl yan akkanlndan fazladr.

Akkan maddelerin belli biimleri yoktur. Konulduklar kabn biimini alrlar. Buna

biz svlarn esneklii diyoruz. Btn maddeler gibi svlar da yerekimine maruz kaldklar iin arlklar vardr. Bu yzden bulunduklar kaba bir kuvvet uygularlar. Bir bardak suyu yere dktmzde su etrafa doru yaylr. nk sv maddenin moleklleri, birbiri zerinde kayar. Bir torba iine su doldurduumuzda bir parmamzla bir yerine bastralm. Dier parmaklarmzla da baka bir yerine dokunalm. Dokunduumuz parmamzn itildiini hissederiz. Buradan u sonucu karabiliriz: Svlar, zerine uygulanan basnc aynen iletirler. Bir kaptaki suya kabn azn tam olarak kapatacak ekilde bir cisimle bastrdmzda kapa itemediimizi grrz. Demek ki svlarn bir zellii de sktrlamamalardr.

Gazlarda ise akkanlk zellii svlara gre biraz farkldr. Gazlarn belli hacimleri

olmad iin bulunduklar ortama yaylrlar. Moleklleri srekli hareket hlinde ve birbirlerine arpmaktadrlar. Fakat gazlar svlardan farkl olarak sktrlabilir.

7

Bir maddenin birim hacminin ktlesine younluk denir. Younluun dier ad zktledir. Ktle, yerekiminden bamsz olduundan zktle de yerekiminden bamszdr. Younluk, maddelerin ayrt edici bir zelliidir. rnein, suyun younluu 1g/cm3, demirin younluu 7,8 g/cm3tr. Bir kap iinde bir sv dnelim. Kabn kenarndan bir delik aalm. Sv akmaya balar. te svlarn dar bir boazdan akabilmesine o svnn akclk derecesi denir. Peki ayn miktarda svlar ayn delikten eit zamanda m akar? Yaplan deneylerde her svnn farkl zamanlarda aktn gstermitir.

Akclk derecesi teknik dilde viskozite kavramyla ifade edilmektedir. Bir litrelik

herhangi bir sv madde, bir kaptaki delikten 10 sn.de akyorsa; ayn miktarda baka bir sv da 5 sn.de akyorsa bu ikinci svnn akkanl daha yksektir deriz. Akkanl iyi olan svlarn viskozitesi dk, akkanl kt olan svlarn viskozitesi ise yksektir.

Viskozite: Svlarn akmaya kar direncini gsteren bir terimdir. Ak hznn kartdr. rnein su dk, bal yksek viskostur. Motor yalar iin snflandrmada nemlidir.

1.1.4. Scaklk Deerlerinin Dnm Enerji kaynamz olan Gne, Dnyamza gnderdii nlarla bizleri stmaktadr.

Yazn hava snd iin scaklk deeri artar. Kn ise hava souduu iin scaklk der. Is ile scaklk kavramlarn ok kullanrz. Bu kavramlar ayn gibi grnse de aslnda ok temel farkllklar vardr. Bunun iin bu kavramlarn farklarn renmek zorundayz. Is bir enerji eididir. Maddeyi oluturan atom ve molekller srekli hareket hlindedir. Bu atom ve molekllerin hareketlerinden dolay oluan enerjiye s enerjisi diyoruz. Fakat scaklk, maddenin ortalama hareket (kinetik) enerjisini gsteren bir deerdir. Bir maddenin scakl dendiinde maddedeki bir molekln ortalama kinetik enerjisi sylenmi olur. Hatta bu deeri duyu organlarmzla alglayabiliriz. Maddenin ss dendiinde ise o maddedeki toplam kinetik (hareket) enerjisi anlalr. Bu anlatlanlara gre scakln tanmn yle yapabiliriz: Scaklk bir maddedeki tanecik bana den ortalama kinetik enerjinin bir lsdr. Buradan u sonucu karabiliriz: Scaklk maddenin ne kadar olduuna bal deildir. Ama s, madde miktarna baldr. Biri dierinin sonucunda deiiklie urar. Aada s ve scakln farklar gsterilmitir.

ISI SICAKLIK Kalorimetre kab ile llr. Termometre ile llr. Enerji eididir. Enerji deildir. Enerji birimleri (kalori, joule) Birimi derecedir. Santigrad, Fahrenheit Fahrenhayt, Kelvin, Reaumur kullanlr. dereceleri kullanlr.

Scaklk birimleri drt farkl ekilde gsterilir. Bunlar Santigrad, Fahrenheit

(Fahrenhayt), Kelvin ve Reaumur (Reomr) dereceleridir. Santigrad derecesi en ok kullanlan scaklk birimidir. Amerika ve ngiltere gibi baz lkelerde ise Fahrenayt derecesi ounlukla kullanlr. Kelvin ve Reomur derecelerinin kullanm alan daha azdr. Santigrad derecesini 1742 ylnda sveli fiziki Celcius, 1 atm. basn altnda suyun donma scakln

8

0, kaynama scakln 100 kabul ederek ve 100 eit paraya blerek elde etmitir. Bir dier leklendirme sistemi olan Kelvin leini ise Lord Kelvin gelitirmitir. Kelvin, teorik olarak eriilebilecek en dk scaklk olan 273 Cyi mutlak 0 noktas kabul etmitir. Yaplan aratrmalarda hibir maddenin scakl -273 Cnin altna drlememitir. te Kelvin bu scakl referans kabul etmitir.

Fahrenhayt referans olarak yine ayn artlar altnda suyun donma ve kaynama

noktalarn alm olup donma noktas 32 F, kaynama noktas 212 F alnarak 212 - 32=180 eit paraya blnmtr. Reomr leinde 0 Roemr donma noktas, 80 Roemr kaynama noktas alnarak 80 eit paraya blnmtr. Bir nceki sayfada bu drt derecenin birbirleri ile olan bantsn daha iyi grmektesiniz. Yukarda belirlenen bu drt lein birbirine dnmn salamak iin aadaki eitlik yazlabilir.

RNEK: 250 Kelvin derece ka santigrad derecedir? ZM:Yukardaki bantdan,

Celcius ile Kelvin birimleri arasnda C=K-273 bants olduu grlyor. Buradan

deerleri yerine yazarsak; C=K-273 C=250-273

Scakln kendisi direkt olarak llemez. Scaklk lmnde kullanlan aralarn

alma prensipleri fiziin ve termodinamiin temel yasalarna dayanmaktadr. Scaklk temel olarak termometre ile llr. Cval termometreler ise scakla bal olarak maddedeki hacimsel deiim esasna dayal olarak alrlar. 76 mm cva basncnda iki sabit scaklk seilerek, klcal boru ierisindeki cvann iki scaklk arasndaki hacimsel fark lineer olarak blmlendirilir. Bu ilem iin suyun donma ve kaynama scaklklar seilir.

Scaklk lmnde kullanlan eit termometre vardr:

Cval ya da alkoll termometre Madeni ya da metal termometre nfrared termometre

Yaygn olarak kullanlan termometreler cvaldr. Bunlarn alma esas svlarn genleme esasna dayanr. Bildiimiz gibi snan bir telin boyu uzar, snan bir sv ya da gaz genleir. Dolaysyla bir svy leklendirilmi bir tp ierisine koyarsak basit termometre yapm oluruz. Cval termometrede cva, cam hazne iindedir. Svlar scaklk arttka genletii iin haznenin devam olan klcal boru iindeki sv stunu seviyesi ykselir. Ya da scaklk dt zaman sv seviyesi der. Seviyenin yan taksimatl bir ekilde

9

leklendirilmi olduundan scaklk bu lek sayesinde okunur. Dk scaklklarn olduu yerlerde ise donma scakl dk olan alkoll termometreler kullanlr. Madeni (metal) termometreler ise bi-metal elemanldr. Bi-metal eleman uzama katsays farkl iki metalin birletirilmesi ile oluan elemandr. Scakl alglayan ksm bi-metalden yaplm helezon eklinde bir yay olduu iin uzama farkndan dolay eilen metalin bir deer gstermesi ile lm gerekleir. Aada baz termometrelerin ekilleri gsterilmitir.

ekil 1.2: Cval ve metal termometreler

Resim 1.2: nfrared termometreler

1.2. lm Aletleri ve Sinyal leme lme, bilinen bir birimle, ayn cinsten, bilinmeyen bir boyutun karlatrlmas

ilemidir. lmede sonu saysal olarak ifade edilir. Fiziksel byklklerin llmesinde ok deiik yntemler kullanlmaktadr. Baz fiziksel byklkler mekanik yntemlerle llrken, bazlar elektriksel, bazlar ise elektronik yntem ve cihazlarla llr.

10

lme, bugn gndelik hayatmzda oka kullandmz bir ilem olup uzunluu metre, arl kilogram, scakl santigrat ve sv hacimlerini litre ile lmekteyiz. Herhangi bir uzunluk miktar llrken, dnyada herkes tarafndan kabul edilen 1 metrelik uzunluun llecek uzunluk ierisinde ne kadar bulunduunun karlatrlmas yaplr. Dier tm lme ilemlerinde mantk ayndr. Gnlk hayatta lm yapmak ve herhangi bir bykl, o bykln birimi ile karlatrmak ilemi ile farknda olarak veya olmadan ou kez karlap lme yapmadan birok ilemlerimizi sonulandramamaktayz. Alacamz rn standart birimi ile karlatrp miktarn ve fiyatn tespit etme ihtiyac, lme ilemini zorunlu klan bir faktrdr. Elektriksel byklklerinin llmesi yani kendi birimi ile karlatrmasn da zorunlu klan faktrler mevcuttur. Bunlar; harcanan elektrik enerjisini lmek, alcnn alma standartlarna uygun elektriksel byklkler ile alp almadn kontrol ederek srekli ve kesintisiz almay salamak, llen elektriksel bykln deerine gre istenmeyen durumlar iin tedbir almak, elektrik ve elektronik elemanlarnn salamlk kontroln yapmak, devre veya devrelerde arza tespiti yapmak ve enerji olup olmadn kontrol etmek bu zorunluluu meydana getiren faktrlerden bazlardr. Fiziksel byklklerin llmesinde, her byklk iin bir l birimi kullanld gibi, elektriksel byklklerin llmesinde de elektriksel birimler kullanlr.

Resim 1.3: Baz l aletleri

Elektriksel byklklerin llmesinde kullanlan l aletleri ok eitli tip ve

modellerdedir. Yapsna gre elektriksel l aletleri, kendi aralarnda ikiye ayrlr. Bunlar analog l aletleri ve dijital l aletleridir. lt deeri skala taksimat zerinden ibre ile gsteren l aletleri analog grubundadr. Analog l aletleri ok deiik yap ve skala taksimatlarna sahip olarak imal edilirler. Bu l aletlerinde deer okumak daha zor gibi grnse de analog l aletleri daha hassas lmlere imkn salar. Aadaki ekilde baz analog l aletleri grlmektedir.

11

Resim 1.4: Analog l aletleri

lt deeri dijital bir gsterge de saylarla gsteren l aletleri ise dijital l

aletleridir. Bu l aletlerinin kullanm kolay olup zellikleri analog l aletlerine gre daha fazladr. Gnmzde dijital l aletleri ile ayarlanan deer aldnda sinyal alma, llen deerlerin bilgisayar ortamna tanmas ve kullanlmas gibi ilave ilemler yaplabilmekte olup yeni zellik ve nitelikler ilave edilerek gelitirilen l aletleridir.

Resim 1.5: Dijital l aletleri

12

Aadaki tabloda ise l aletlerinde kullanlan semboller gsterilmitir.

Tablo 1.2: l aletlerinde kullanlan semboller

13

1.2.1. Sabit Mknatsl l Aletlerinin alma Esaslar Analog l aletlerinde gsterge eleman olarak kullanlan skala zerindeki ibrenin

hareketi iin mknats sistemi kullanlr. Sabit mknatsl l aletlerine dner ereveli l aleti de denmektedir. Dner ereveli l aletleri lme ilemini, iinden l akm geen ve kuvvetli bir daimi mknatsn alan iinde dnen bir bobin sayesinde yapar. Aletin en byk paras elikten yaplm (U) eklinde bir daimi mknatstr. Bu mknatsn ularna yumuak demirden ve boyuna kesilmi silindir paras eklinde iki kutup pabucu tespit edilmitir. Aletin dner ksmn oluturan bakr veya alminyum ereve zerine ince bakr telle sarlm bir bobin, bu kutup pabularnn ortasna konmutur. Dzgn ve kuvvetli bir manyetik alan salayabilmek iin bu bobinin ortasna yumuak demirden bir gbek, aletin gvdesine sabit olarak tutturulmutur. Bobinin serbest bir ekilde dnebilmesi iin demir gbekli kutup pabular arasna bir miktar hava aral braklmtr. Dner bobine akm, birbirine zt ynde sarl iki spiral yay yardm ile verilir. Bu yaylar ayn zamanda gstergeyi dengede tutmaya yarar. Dner ereve, spiral yaylar ve gsterge ayn mil zerine tespit edilmitir. Aadaki ekilde bu tip bir l aletinin nden grn verilmitir.

ekil 1.3: Sabit mknatsl l aletinin i yaps

Ksacas dner ereveli l aletleri, gl bir mknats alan ile bakr veya alminyum ereve zerine sarlm bobinden meydana gelmitir. Burada mknats, sabit olarak aletin gvdesine tutturulmutur. ereve bobin ok hassas yataklanm bir mil zerinde ve kendi ekseni etrafnda dnebilecek ekilde yaplmtr. Bilindii gibi mknatslarda ayn kutuplar birbirini iter, zt kutuplar ise birbirini eker. Bu itme ve ekme kuvveti, mknatsn alan kuvvetine baldr. Bu durum sabit mknatslarda olduu gibi elektromknatslarda da geerlidir. tme ve ekme kuvvetinin ortaya kmas iin iki mknatsa ihtiya vardr. Bu l aletinde bu mknatslardan biri U mknats, dieri ise alminyum ereveye sarlm bobinden oluan elektromknatstr. Bobinin iinden geen akmn iddetine ve ynne gre elektromknatsn alan etkisi ve kutuplarnn yn deimektedir. Dnebilir durumdaki bu bobine, akm iki spiral yay yardm ile verilir. Bobinde meydana gelen elektromanyetik alan kuvveti ile daimi mknatsta bulunan manyetik

14

alan kuvveti birbirini etkileyerek sabit bir mil zerinde bulunan bobine dnme kuvveti meydana getirirler. Sz konusu olan dnme kuvvetinin bykl ise bobinden geen akmn iddetine baldr. Bu tip l aletlerinde sfr noktas genellikle sol taraftadr. Bu tip l aletlerinde eer ek devreler yoksa sadece DC akm llebilir. Ek devreler yardm ile ampermetre, voltmetre, ohmmetre gibi lmelerde yaplabilir. Gnmzde bu tip analog tabir edilen skalal, ibreli l aletlerinin yerini birok bykl lme zelliine sahip olan ve dijital bir ekran ile deerleri kullancya direkt olarak gsteren dijital multimetreler kullanlmaktadr. Aadaki ekilde bu tip bir multimetre, A.V.O. metre (amper, volt, ohm lebilen l aleti) yer almaktadr.

Resim 1.6: Dijital multimetrenin n grnts

1.2.2. Gsterme, Kaydetme ve Entegre Etme Cihazlar l aletleri ltkleri deerleri anlayabilmemiz iin farkl ekillerde gstergeler

kullanrlar. Sabit mknatsl l aletlerinde llen deeri gstermek iin ibrenin alt ksmna yerletirilmi olan ve zeri izgiler ve saylarla blmelenmi, iaretlenmi olan bir skala kullanlmaktadr. Dijital l aleti olarak nitelendirilen l aletlerinde ise bu ilem iin sonucu bize saysal olarak gsteren dijital bir ekran (7segment display veya LCD ekran gibi) kullanlmaktadr. Osilaskoplar veya spektrum analizrler gibi gelimi ve ileri seviye cihazlarda ise llen deeri gstermek iin CRT (katot nl tp) veya gnmzde renkli LCD ekranlar kullanlmaktadr.

15

Ayrca baz l aletlerinde llen byklkler veya sinyaller eitli ekillerde ilendikten sonra istenirse daha sonra tekrar incelemek veya baka lmlerle karlatrmak amac ile kaydedilebilmektedir. Kaydetme ilemi l aletinin zelliine gre l aletinin kendi i hafzasna yaplabilecei gibi, baz lm aletleri zerinde kayt ilemleri iin disket yuvalar bulunmakta ve kaytlar disketlere yaplabilmektedir.

Gnmzde l aletleri, anlattmz birok zellii (lme, sinyal ileme, gsterme,

kaydetme, karlatrma) bir arada bulundurmaktadr. Bu tip l aletleri entegre bir yapya sahiptir. rnein gelimi bir osilaskop zerinde hem sinyaller gsterilmekte, hem sinyallerin genlik ve frekanslar izlenebilmekte, hem de bu sinyaller kaydedilebilmektedir. Saysal l aletlerinde saysal olarak sinyal ileme, sinyallerin bir say dizisi ile temsil edilmesi ve ilerindeki zel bilgilerin eitli ilemlerle kartlmasdr. Bu tip ilem yapabilen l aletleri ile saysal sinyaller ve sistemler zerinde simlasyonlar ve deneyler yaplabilmektedir. Osilaskop veya spektrum analizr bu tip bir l aletidir.

Resim 1.7: Skalal bir l aleti ve spektrum analizr

1.2.3. l Aleti Hareket Yapsndaki Temel Paralar Sabit mknatsl l aletlerinde daha ncede bahsettiimiz gibi temel paralar bir

sabit mknats, alminyum zerine sarl, serbest hareket edebilecek ekilde yerletirilmi bir bobin, buna bal bir mil (ibre) ve skaladan olumaktayd.

Eer bu temel yapya seri ve paralel diren devreleri eklenirse bir multimetre ortaya

kacaktr. Multimetrelerde ise deiik lmlerin yaplabilmesi iin llecek bykle gre deitirilen bir kademe switch nitesi bulunmaktadr. Bu kademe seme anahtar ile llecek byklk (diren, gerilim, akm) seilmektedir. Aadaki ekillerde sabit mknatsl bir l aletinin i yaps ve bir multimetrenin kademe switchi yer almaktadr.

16

Resim 1.8: Skalal l aletinin i yaps, multimetrede kademe switch

1.3. Dntrcler (Transducers)

nsanlar evrelerindeki deiiklikleri duyu organlar vastas ile alglarlar ve buna

bal olarak da hareket eder. rnein dmzde stcy, ortam karanlk olduunda da aarz. te tm bu fiziksel ortam deiikliklerini (s, k, basn, ses, vb.) alglayan cihazlara sensr, alglad bilgiyi elektrik enerjisine eviren cihazlara transduser denir.

Veriler elektrik sinyaline dntrldkten sonra elektronik devreler tarafndan

yorumlanarak mekanik aletler kumanda edilebilmektedir. Bu sayede hem gnlk hayat, hem de endstriyel retim sreleri ok daha kolaylamaktadr. Sensr ve transdserleri kesin izgilerle birbirinden ayrmak biraz zordur. yle ki, mikrofon sesi alglayan bir sensrdr. te yandan, ses dalgalarn, iindeki bobin araclyla elektrik akmna dntrd iin bir transduserdir. Bu yzden bu iki kelime benzer anlaml kabul edilebilir.

1.3.1. Transduserlerin Temel Tipleri

Ortamda oluan fiziksel bir deiiklikten dolay mekanik bir makineyi veya elektronik

bir devreyi altrmamz gerektiinde sensrleri kullanrz. Ancak tespit edeceimiz deiiklie uygun dntrc kullanmalyz. rnein ortamdaki scaklk deiimini alglamak iin s sensrlerini, k deiimini alglamak iin optik sensrleri kullanmalyz. Alglayclar birbirinden farkl birok snfa ayrmak mmkndr. llen bykle gre, k byklne gre, besleme ihtiyacna gre vb. Bu zellikleri ksaca inceleyelim:

1.3.1.1. Giri Byklklerine Gre

Alglayclarla llen byklkler 6 gruba ayrlabilir. Bunlar: Mekanik: Uzunluk, alan, miktar, ktlesel ak, kuvvet, tork (moment), basn,

hz, ivme, pozisyon, ses dalgaboyu ve younluu. Termal: Scaklk, s aks. Elektriksel: Gerilim, akm, diren, endktans, kapasitans, dielektrik katsays,

polarizasyon, elektrik alan, frekans vb. Manyetik: Alan younluu, ak younluu, manyetik moment, geirgenlik. Ima: Younluk, dalga boyu, polarizasyon, faz, yanstma, gnderme.

17

Kimyasal: Younlama, ierik, oksidasyon/redaksiyon, reaksiyon hz, pH miktar.

1.3.1.2. k Byklklerine Gre

k byklkleri AC, DC, analog, dijital olabilmektedir. Analog klara alternatif

olan dijital klar bilgisayarlarla dorudan iletiim kurabilir. Bu iletiimler kurulurken belli baz protokoller kullanlr.

1.3.1.3. Besleme htiyacna Gre

Alglayclar besleme ihtiyacna gre iki snfa ayrlabilir. Bunlar: Pasif Alglayclar Hibir ekilde dardan enerji almadan (besleme gerilimine ihtiya duymadan) fiziksel

ya da kimyasal deerleri bir baka bykle evirir. Bu alglayc tipine rnek olarak Termocouple (T/C) ya da anahtar gsterilebilir. T/C aada etraflca anlatlacaktr. Anahtar ise bilindii gibi mekanik bir hareketi elektriksel bir kontaa dntrmektedir.

Aktif Alglayclar almalar iin haric bir enerji beslenmesine ihtiya duyar. Bu alglayclar tipik

olarak zayf sinyalleri lmek iin kullanlr. Aktif alglayclarda dikkat edilmesi gereken nokta giri ve klardr. Bu tip alglayclar dijital ya da analog formatta elektriksel k sinyali retir. Analog kllarda, k bykl gerilim ya da akmdr. Gerilim k genellikle 0-5 V aralnda olduka yaygn kullanlmaktadr. Ancak 4-20 mA akm k da artk endstride standart hline gelmitir. Baz durumlarda 0-20 mA akm evrimi kullanlmaktadr. Ancak endstride ou zaman hatlarda meydana gelen bozulma kopma gibi durumlarda sistemin bu durumu kolay alglamas ve veri iletiiminin salkl yaplabilmesi iin 4-20 mA daha yaygn kullanlr. ok eski alglayclar 10-50 mA akm klarna sahiptir. Endstride en yaygn kullanlan 4-20 mA evrim tipinin kullanm baz zel durumlar gerektirmektedir. Bu noktalar:

Alglayclarn yerletirildii uzak noktalarda elektrik besleme geriliminin

olmamas gereklidir. Alglayclar gerilim sinyalinin snrl olabilecei durumlarda tehlikeli

uygulamalarda kullanlmaldr. Alglaycya giden kablolar iki ile snrlanmaldr. Akm evrim sinyali greceli olarak grlt geriliminin ani sramalarna kar

korumaldr. Ancak bunu uzun mesafe veri aktarmnda yapamaz. Alglayclar, lm sisteminden elektriksel olarak izole edilmelidir. Bu zelliklere birok transduser tipi olmakla beraber temel transduser eitleri yle

sralanabilir:

Is transduser ve sensrleri

18

Manyetik transduser ve sensrler Basn (gerilme) transduserleri Optik transduser ve sensrler Ses transduser ve sensrleri

1.3.2. Transduserlerin alma Esaslar

Transduserler, dntrdkleri enerjinin eidine gre deiik alma esaslarna

sahiptir. Is, k, ses, basn vb. gibi byklkler elektriksel deere dntrlrken farkl yntemler kullanlr. rnein sesi elektrik sinyaline dntrmek iin mikrofon, elektrik bilgisine dntrmek iin ise fotodiyot, fototransistr gibi optik elemanlar kullanlr. Sonu olarak transduserler elektrik sinyaline dntrlecek olan enerji biiminin zelliine gre tasarlanr. rnek olarak bir ses transduseri olan mikrofonun almasn inceleyelim. Biz konutuumuzda havay titretirerek hava da bir basn deiiklii oluturuyoruz. Duyma ileminde ise bu basn deiikliini kulaklarmzdaki zar ile alglyoruz. Mikrofonlar da tpk kulaklarmz gibi havadaki basn deiikliinin oluturduu etkiden yararlanarak sesi alglyor ve elektrik sinyaline eviriyorlar.

ekil 1.4: Mikrofonun almas

1.3.3. Deiik Tip Transduserlerin Karakteristikleri ve Uygulamalar Yukarda bahsettiimiz gibi yaplacak ie gre birok transduser eidi bulunmaktadr.

imdi bunlardan kullanm alan en yaygn olan scaklk ve optik transduserleri inceleyelim. Aada yaygn olarak kullanlan bu transduserin zellikleri ve bunlarla ilgili uygulamalar incelenecektir.

1.3.3.1. Is Transduser ve Sensrleri

Ortamdaki s deiimini alglamamza yarayan cihazlara s veya scaklk sensrleri

denir. Birok maddenin elektriksel direnci scaklkla deimektedir. Scakla kar hassas olan maddeler kullanlarak scaklk kontrol ve scaklk lm yaplr. Scaklk ile direnci

19

deien elektronik malzemelere; term (scaklk), rezistr (diren) kelimelerinin birleimi olan termistr denir. Termistrler genellikle yar iletken malzemelerden imal edilmektedir. Termistr yapmnda ounlukla oksitlenmi manganez, nikel, bakr veya kobaltn karm kullanlr.

Termistrler ikiye ayrlr scaklkla direnci artan termistre PTC, scaklkla direnci

azalan elemana da NTC denir.

a b c

Resim 1.9: a: eitli PTCler b:Karakteristii c:Sembol PTCler - 60 C ile +150 C arasndaki scaklklar da kararl bir ekilde alrlar. 0.1

Cye kadar duyarllkta olanlar vardr. Daha ok elektrik motorlarn fazla snmaya kar korumak iin tasarlanan devrelerde kullanlrlar. Ayrca s seviyesini belirli bir deer aralnda tutulmas gereken tm ilemlerde kullanlabilir.

NTCler ise bulunduu ortamn veya temas ettii yzeyin scakl arttka elektriksel

direnci azalan devre elemandr.

a b c Resim 1.10: a: eitli NTCler b: Karakteristii c: Sembol

20

NTCler - 300 C ile +50 C arasndaki scaklklar da kararl bir ekilde alr. 0.1 Cye kadar duyarllkta olanlar vardr. Daha ok elektronik termometrelerde, arabalarn radyatrlerin de, amplifikatrlerin k g katlarnda, s denetimli havyalarda kullanlr. PTClere gre kullanm alanlar daha fazladr.

Resim 1.11: NTCli dijital termometre ve NTCli scaklk kontrol devresi Bir dier s transduseri ise termokupldur. Btn iletkenler stldklarnda ilerinde

bulunan elektronlarda bir hareketlenme meydana gelir. Ancak bu hareketlenme eitli iletkenler arasnda farkllk gstermektedir. Bu maddenin ayrt edici zelliklerinden biridir. Bizde iletkenlerin bu farklarndan yararlanarak scaklk lm yapabiliriz.

ki farkl iletkenin birer ular birbirine kaynak edilip ya da skca birbirine balanp

bota kalan ularna hassas bir voltmetre balandnda, eer birletirdiimiz ucu strsak, scaklkla orantl olarak voltmetrede mVlar mertebesinde bir DC gerilim elde ederiz. Elde ettiimiz gerilimin deeri kullandmz metallerin scakla verdii tepki ile orantldr.

ekil 1.5: Termokuplun yaps Termokupllar gerilim rettikleri iin aktif transduserlerdir. PTC ve NTC ise pasif

transduserlerdir. k gerilimleri ok dk olduundan, daha ok kna bir gerilim ykseltici balanarak kullanlr. Termokuplun yapmnda genellikle bakr, demir,

21

konstantan, platin, mangan, nikel gibi metaller kullanlr. Termokupllar -200 C ile +2300 C arasnda alabildiklerinden endstride en ok tercih edilen s kontrol elemanlardr. Genellikle endstri tesislerindeki yksek scaklkta alan kazanlarn s kontrolnde kullanlr.

ekil 1.6: PTC uygulama devresi ekil 1.6da verilen devrede PTC uygulamas grlmektedir. PTClerin zerinde

yazl olan diren deeri oda scaklnda grlen diren deeridir. ekil 1.6daki devrede ortam normal oda scaklnda (20 C) iken PTCnin direnci dk olacandan transistrn beyz ucu tetikleme gerilimi alamayacandan led yanmaz. PTCyi bir havya ile sttmzda PTCnin direnci artar, dolaysyla PTC zerine den gerilim artar. Bylece transistr iin gerekli olan beyz gerilimi pozitif (+) beslemeye yaklar ve transistr iletime geer, led yanar. Devredeki potansiyometre ile devrenin scaklk alglama seviyesini (hangi scaklkta iletime geeceini veya kalibrasyonunu) ayarlamak iin kullanlr. Sonu olarak, normal scaklkta led yanmaz iken PTC sndnda led yanar.

1.3.3.2. Optik Transduserler ve Sensrler

Ik etkisi ile alan elektronik devre elemanlarna genel olarak optik elemanlar

diyoruz. imdi bunlardan bazlarn inceleyelim. Foto direnler kalsiyum slfat ve kadmiyum selenid gibi baz maddeler zerlerine

den k ile ters orantl olarak diren deiimi gsterir. Bu maddelerden yararlanlarak foto diren ad verilen devre elemanlar yaplmtr. zerine k dtnde direnci azalan, karanlkta ise yksek diren gsteren devre elemanna foto diren denir. Ik deiimi ile kontrol etmek isteyeceimiz tm devrelerde kullanabiliriz. zellikle gece lambalar ve sokak lambalarnda kullanlmaktadr.

22

Resim 1.12: Foto diren ve sembol Foto diyotlar ise k etkisi ile ters ynde iletken olan diyotlardr. Ters polarma altnda

kullanlr. Doru polarmada normal diyotlar gibi alr, ters polarmada ise N ve P maddelerinin birleim yzeyine k dene kadar yaltkandr. Birleim yzeyine k dtnde ise birleim yzeyindeki elektron ve oyuklar aa kar ve bu ekilde foto diyot zerinden akm geer. Bu akmn boyutu yaklak 20 mikroamper civarndadr. zerine k dtnde katottan anota doru akm geiren elemanlara foto diyot denir. Foto diyot televizyon veya mzik setlerinin kumanda alclarnda kullanlr.

Resim 1.13: eitli foto diyotlar ve sembol nfraruj (IR Diyot, Kzl tesi Diyot) led, normal ledin birleim yzeyine galyum

arsenid maddesi katlmam hlidir. nfrared diyot grnmez (mor tesi, kzl tesi) k yayar.

ekil 1.7: nfraruj led sembol

23

nfraruj ledler televizyon veya mzik setlerinin kumandalarnda, kumandann gnderdii frekans televizyon veya mzik setine iletmek iin kullanlr. Televizyon veya mzik setinde ise bu frekans alan devre elemanna "Foto Diyot" denir. nfraruj led ile normal ledin sembolleri ayndr.

Resim 1.14: nfraruj led kullanlan uzaktan kumandalar 1.3.4. Belirli Endstriyel Uygulamalar in Transduser Tipleri

Bu kadar ok alglayc eidi varken yaplacak endstriyel uygulama iin uygun

alglaycnn belirlenmesi byk nem kazanr. Alglayc seimi statik ve dinamik karakteristikler yannda ortam etkileri ve ilevsellik gibi birka nemli faktre de baldr. Alglayc seimi ile ilgili bilgiler aadaki ekilde gsterilmitir.

ekil 1.8: Alglayc seiminde gz nnde bulundurulmas gereken zellikler

Bunlarla birlikte alglayc seiminde aada belirtilen; lm, veri toplama sistemi, bulunabilirlik ve maliyet artlar da gz nnde bulundurulmaldr.

24

1.3.4.1. lm artlar lmn temel amac nedir? llen byklk nedir? lm aral nedir? lmn doruluk seviyesi ne olacaktr? llen bykln dinamik karakteristii nedir? lm srasnda lm aralnn almas ne lde olacaktr? llen byklk bir akkan ise fiziksel ve kimyasal zellikleri nedir? Transduser nereye ve nasl monte edilecektir? Transduserin maruz kalaca evresel etkiler nelerdir?

1.3.4.2. Veri Toplama Sistemi artlar Veri toplama sistemi analog mu yoksa dijital mi? Veri toplama sisteminin sinyal koullama, oullatrma, analog-dijital evirme

zellii. Transfer ncesi tampon bellek (buffering) zellikleri. Veri kayd ve ileme zellikleri Veri toplama sisteminin doruluk, frekans cevab zellikleri

1.3.4.3. Bulunabilirlik artlar Tm istekleri yerine getiren transduser piyasadan bulunabiliyor mu? Aksi

takdirde var olan bir transdusere kk deiiklikler yapmak yeterli olacak m? Yeni bir tasarm yapmak m gerekecek? Bu ii stlenebilecek reticiler kimlerdir? Transduser zamannda teslim edilebilecek mi?

1.3.4.4. Maliyet Faktrleri

nerilen transduserin maliyeti gsterecei fonksiyon ile orantl m? Seilen transduserin sebep olaca test, periyodik kalibrasyon, kurulum gibi

ekstra masraflar nelerdir? Veri toplama sisteminde yaplmas gerekecek olan dzenlemeler nelerdir?

Bu incelemeler sonunda seilecek olan transduserler endstriyel uygulamalarn eitli

safhalarnda, bir iin otomatik olarak yaplmas gereken yerlerde yaygn olarak kullanlmaktadr. Bunlardan bazlarn inceleyelim.

Gne pilleri (fotovoltaik piller), yzeylerine gelen gne n dorudan elektrik

enerjisine dntren yar iletken maddelerdir. Yzeyleri kare, dikdrtgen, daire eklinde biimlendirilen gne pillerinin alanlar genellikle 100 cm civarnda, kalnlklar ise 0,2-0,4 mm arasndadr.

25

Resim 1.15: Gne pili ve sembolleri

Gne pilleri transistrler, dorultucu diyotlar gibi yariletken maddelerden

yaplmaktadr. Yariletken zellik gsteren birok madde arasndan gne pili yapmak iin en elverili olanlar, silisyum, galyum arsenit, kadmiyum tellr gibi maddelerdir. Bu maddeler gne pilleri iin zel olarak hazrlandktan sonra PN eklemine gne enerjisi geldiinde fotonlardaki elektron yk PN maddeleri arasnda bir potansiyel fark yani gerilim oluturur. Bu gerilim 0,15-0,5 volt civarndadr.

Ik pilleri seri balanarak daha byk gerilim, paralel balanarak daha byk akm

elde edilebilir. Gne enerjisiyle alan hesap makinelerinde kullanlan eleman k pilidir.

Resim 1.16: ebekeye enerji veren gne pilleri ve gne enerjisi ile cep telefonu arj

26

Gne pilleri gelimi lkelerde yukardaki ekillerde de grld gibi hayatn her alanna girmi durumda. Gnlk hayatmzda ise daha ok hesap makinelerinde karlatmz elemanlardr.

Resim 1.17: Gne pilleri ile sokak aydnlatmas ve ats gne pili kapl ev

Resim 1.18: Sensrl otomatik kap

27

Resim 1.19daki uygulamada zerinde hareket alglayc bir sensre sahip olan otomatik bir kap grlmektedir.

Resim 1.19: Metal dedektr

Endstriyel uygulamalarda sk sk kullanlan bir sensr tr de optik sensrlerdir.

Bunlarn sk sk kullanlmalarnn sebebi ise salam olduklar avantajlardr. Optik sensrlerin avantajlar:

Alglanan cisme temas yoktur. Alglanacak cisim farkl tipte malzemeler olabilir. Alglama mesafesi uzundur (Cisimden yansmalda 1 mye kadar, karlkl tipte

60 mye kadar). Cevap sresi ksadr (20 sye kadar debilir). Hassas konumlama yaplabilir. Renk ayrm yaplabilir.

Uygulamada Kullanlan eitleri

o Karlkl Tip: Karlkl tip sensrde, cisim alc-verici sensr kafalarnn olduu eksene girdiinde alglama yapar.

ekil 1.9: Karlkl tip optik sensr

Birok kere iinden gemi olduumuz metal dedektr cihaz manyetik sensrler vastas ile silah, bak gibi youn metalleri alglayarak alarm veren bir cihazdr.

28

o Reflektrden Yansmal Tip: Reflektrden yansmal modelde sensr kafasndan yaylan k reflektrden yansyarak geri dner. Cisim reflkter ile sensr arasna girdiinde alglanr.

ekil 1.10: Reflektrden yansmal tip optik sensr

o Cisimden Yansmal Tip: Cisimden geri dnen k kazanm tanmlanan eik deerini getiinde alglama yaplr.

ekil 1.11: Cisimden yansmal tip optik sensr

o Odakl Cisimden Yansmal Tip: Cisim zerine gnderilen n odaklanmtr. Eer odaktan bir kayma oluursa alglama oluur.

ekil 1.12: Odaktan yansmal tip optik sensr Uygulama rnekleri

29

a b

Resim 1.20: a: rn zerinde yaplan ilemin kontrolnde kullanlan optik sensr

b: rn bandnda ilerleyen paralarn salamlk kontrolnde kullanlan optik sensr

1.4. Kontrol Sistemlerine Giri

kinci dnya savandan sonra ve zellikle son yllarda kontrol sistemleri, insanln

ve uygarln gelime ve ilerlemesinde, ok nemli rol oynayan bir bilim dal hline gelmitir. Bugn modern ev ve brolardaki stma ve havalandrma sistem ya da dzenleri otomatik kontrol yntemleri yardm ile sy ya da ortamn nemini ayarlar. Endstride, modern ara- gerelerde, otomatik kontrol sistemlerinin saysz uygulamalar vardr. retilen rnlerin niteliklerinin kontrol, ila endstrisinde ilalarn kontrol, uaklarn oto-pilot ile kontrol, gemilerin kontrol, modern gerilim reglatrleri, gdml aralarn kontrol, bilgisayarla kontrol, trafik kontrol, robotlar ve kontrolleri vb. Geni bir adan bakldnda, kontrol sistemleri, elektrik, makine, inaat vb. birok alanda uygulanabilmektedir.

Otomatik retim modern sanayinin de temeli ve teknik ilerlemenin genel eilimidir.

Bu da yeni fabrikasyon sreleri, otomasyon imknlarnn daha geni uygulan, otomatik ilem grclerin ve sanayi robotlarnn, eitli tipte ykleme gereleri, ykleme gereleri, transfer tezghlar ve otomatik kontrol sistemlerinin kullanm demektir.

Endstriyel otomasyonda mekanik, hidrolik ve elektronik birlemekte ve otomasyon

aralar olarak kuvvet, basn, hz iletme sistemleri (transduserler), rleler, amplifikatrler, sinyal evirgeleri, elektriksel hidrolik ve pnomatik harekete geiriciler kullanlmaktadr.

lm ilemlerinde ve tezghlarn ayarnda otomasyondan yararlanlmakta; otomatik

torna, freze, matkap ve talama otomasyonun bir ksmn oluturmaktadr. Montajlara da otomasyon girmitir. Otomasyon, Henry Fordun 20. yzyln banda ilk kez kitle retim tesisini gerekletirdii zamanki kadar nemli bir teknolojik deimedir. Tam otomasyona rnekler verirsek, modern bir petrol rafinerisi ya da tek bir denetim sisteminden elektronik darbelerle ynlendirilen petroln iinden akt boru hatt sistemi bugnk uygulamalardandr.

Yarnn dmelerle alacak fabrikasnda belki de retim sahasnda hi ii

olmayacaktr. Pratik olarak bugnk otomasyonla g retim santralinde ve petrol rafinerisinde hi ii yoktur. Ama ayn anda makineye bilgi hazrlayan ve onu makineye

30

veren programclar, makine yapmclar, makine yerletiricileri, onarmclar vb. gibi yksek beceri isteyen ilerde alan inanlmaz oklukta insan vardr. Ayrca makinenin tasarmclar, izimcileri, sistem mhendisleri, matematikiler ya da mantklar gibi byk sayda eitilmi insan gereklidir.

Ak (debi), basn veya scaklk gibi stratejik niceliklerin hassas bir ekilde

llmesi, bir ilemin uygulanmasnn kontrol veya izlenmesinin nemli bir blmn oluturur. ekil 1.13te endstriyel enstrmantasyon sistemlerinin birounu gsteren bir blok diyagram gsterilmitir.

ekil 1.13: Endstriyel enstrmantasyon ve kontrol sistemi

llen deer veya ilem deikeni ad verilen fiziksel bir nicelik, bir lm

sistemi kullanlmak suretiyle, genel olarak elektriksel bir sinyal gibi llebilen bir deere dntrlr. Daha sonra bu sinyal kontrol amacyla kullanlabilir. ekil 1.14te ise daha ayrntl bir blok gsterilmitir. Bu emada bir alglama eleman (sensr-transduser) eklenmitir. Bu durumda sensr, kontrol edilmekte olan ilem deikeni ile ilgili bir deiiklik gsterecektir. ou sistemlerde yalnz tek bir deikeni lmek iin bir lme elemanlar zinciri bulunabilir. rnein debiyi lmek iin orifisli bir plaka kullanlmakta olup bu orifisli plaka, aka bal olarak bir basn fark meydana getirir. Bu basn fark ise, bir krk ile yer deitirme hareketine, bu da bir potansiyometre ile elektriksel sinyale dntrlr. Bu tr sistemlerde ilk sensre birincil sensr denir. Sensrden direkt olarak alnan sinyal ou kez ok kk olduundan, ykseltmeye tabi tutulabilir.

ekil 1.14: Bir endstriyel enstrmantasyon sisteminin elemanlar

31

1.4.1. Kontrol Sistemlerinin Temel Elemanlar

1.4.1.1. Sistem Bir btn oluturan, birbiri ile bal olan ya da belli bir ilev iin bir araya getirilmi

olan elemanlarn dzenine ya da kmesine sistem denir.

1.4.1.2. Kontrol Sistemi Kontrol ayarlayan, dzenleyen, yneten, kumanda eden anlamlarndadr. Kontrol

sistemi ise kendisini ya da baka bir sistemi, dzenlemek, kumanda etmek ya da ynetmek zere uygun bir biimde balanm fiziksel elemanlar kmesidir. Kontrol sistemlerinde kontrol edilen dzenin bazen bir, bazen de birden ok giri ve bu girilerle ilgili bir veya birok k olabilmektedir.

1.4.1.3. Giri

Sistemi ya da kontrol edilecek dzeni, kontrol etme amac ile uygulanan iarettir.

1.4.1.4. k Belli giri ya da girilere ait sistemin, k iareti ya da iaretleridir. Bu tanmlamalardan sonra en basit bir kontrol sistemini blok olarak gsterelim:

ekil 1.15: Basit bir kontrol sistemi blok diyagram

ekil 1.15te gsterildii gibi sistemin bir girii ve bir k varsa kontrol sistemine

bir giri ve bir kl sistem, eer bu iaretler ok sayda ise, ok giri ve kl sistem denir.

1.4.2. Kontrol Sistemlerinin eitleri Kontrol sistemleri birok deikene gre snflandrlabilir. Bu ksmda kontrol

sistemleri sadece k iaretinin kontrol ya da ynetilmesi asndan ele alnacaktr. Kontrol sistemleri ierisinde kullanlan kontrolrn trne gre de snflandrlabilir,

burada kontrolr elektronik bir mikroilemci, mikrodenetleyici veya bir bilgisayar olabilecei gibi bir programlanabilir lojik kontrolr (PLC) de olabilir. Bunlar sonraki konularda ele alnacaktr.

kn ya da kontrol edilen bykln kumanda edilmesi bakmndan kontrol

sistemleri ikiye ayrlr.

32

Ak evrim (open-loop) kontrol sistemleri Kapal evrim (closed-loop) kontrol sistemleri

1.4.2.1. Ak evrim (Open-Loop) Kontrol Sistemleri Giriindeki kumanda ya da kontrol iareti ktan (kontrol edilen byklkten)

bamsz olan bir kontrol sistemidir. Fakat ak evrim kontrol sistemlerinde k, giri iaretinin bir fonksiyonudur.

1.4.2.2. Kapal evrim (Closed-Loop) Kontrol Sistemleri

Giriindeki kumanda ya da kontrol iareti k iaretine, k iaretinden retilen bir

iaretle bir referans iaret arasndaki farka ya da bunlarn toplamna bal olan bir kontrol sistemidir. Bu sisteme geri beslemeli kontrol sistemi de denir.

imdi iki tr kontrol sistemini birer rnekle inceleyelim :

ekil 1.16: Trafik lambas

Yollarda trafik kontrol yapan klar dnelim. Bunlar, bir zaman ayarlayc ile

alr. Belirlenen bir sre krmz yanar ve trafii durdurur, dier belli bir zamanda yeil yanar ve trafii aar. Byle bir kontrol sistemi trafii iyi dzenleyemez, kontrol edemez. Trafik olmasa veya ok youn olsa da klar ayn sre yanp sner, burada kontrol sistemine giri krmz ve yeil yanma sreleri, k ise trafik younluudur.

Kontrol sisteminin girii ya da kumanda iareti; rnein lambann yeil yanma sresi

olarak alnrsa k bykl olan trafik younluu, yeil yanma sresini, yani girii etkilemez. Buradan anlalmaldr ki kumanda iareti olan yeil yanma sresi k oluturan trafik younluundan bamszdr. O halde bu sistem bir ak evrim kontrol sistemidir. Eer bu sistemde k bykl olan trafik younluu llr ve bir referansla karlatrlarak aradaki farka gre yeil n yanma sresi ayarlanrsa byle bir sistem kapal evrim kontrol sistemi olur.

Ak evrim kontrol sistemine dier bir rnek vermek amac ile hz bir tristr kprs

ile kontrol edilen bir motoru dnelim. Motoru deiken hzlarda altrabilmek iin tristrlerin gate iaretleri ayarlanarak motorun rotoruna uygulanan gerilim deitirilir. Burada kontrol iareti tristrn gateine uygulanan gerilim, k ise motorun hzdr. imdi varsayalm motor yklenmi ve hz azaltlmtr. Hzn sabit tutulmas isteniyorsa motora uygulanan giri gerilimi arttrlmaldr. Baka bir deyimle kontrol iaretini bytmek gerekir. Oysa sistemin giri gerilimi, k bykl olan hzn azalmasndan bamszdr. Bu da bu sistemin ak evrim kontrol sistemi olduunu gsterir.

33

Ak evrim kontrol sistemlerinde ayar ya da kontrol iaretini, etkiyen iarete eviren bir kontrol eleman (kontrolr-src) organ vardr. Aadaki ekilde ak evrim kontrol sisteminin blok diyagram gsterilmitir.

ekil 1.17: Ak evrim kontrol sistemi blok diyagram

Kapal evrim kontrol sistemlerine bir rnek verme amac ile tristrle hz kontrol

edilen motoru tekrar ele alalm. imdi sistemin hzn bir takojeneratrle lelim ve elde edilen gerilim bir referansla karlatrdktan sonra kontrol elemanna verelim. Byle bir balant ekli aadaki ekilde gsterilmitir.

ekil 1.18: Doru akm motorunun hz kontrol sistemi

Tristr kprs fazl alternatif akm ile beslenir. Tristrn ateleme ya da tetikleme

alar bir tetikleme devresi ile 0-180 derece arasnda ayarlanabilmektedir. Bylece tristr kprsnn motora uygulad gerilim 0-max. Deer arasna ayarlanabilmektedir. Motorun hz miline bal takojeneratrn gerilimi ile orantldr. imdi varsayalm ki motorun hz sabit bir deerde tutulmak isteniyor.

Bu takdirde motorun hz ile orantl olan takojeneratrn gerilimi bir filtre zerinden

sabit bir deere ayarlanm olan referans gerilim kayna ile karlatrlr. Fark gerilimi elde edilir. Bu gerilim bir amplifikatrle kuvvetlendirilerek tetikleme devresine verilir. Buna gre tetikleme alar deiir ve motorun hz sabitlenmi olur ve bu sabit tutma ilemi otomatik olarak yaplmaktadr. Motorun hzn baka bir deerde sabit tutmak iin ise referans kaynan deerini deitirmek yeterlidir. Burada nemli olan sonu udur, rnek olarak aldmz kontrol sistemi, hzn deiimini sezmekte ve deien bu hz sabit bir deere

34

getirmek iin kontrol ve kumanda iareti retmektedir. rneimizde motorun dnme says k, referans iareti de girii oluturmaktadr.

Kapal evrim otomatik kontrol sisteminin tanmndan ve ele aldmz rnek zerine

yaptmz aklamalardan basit bir kapal evrim ya da geri beslemeli otomatik kontrol sisteminin blok diyagram aadaki ekilde gsterildii gibidir. Burada kontrol iareti bir referans ile karlatrmadan sonra elde edilmektedir. Bu sebeple literatrde kontrol iareti iin hata ya da sapma (deviation) deyimleri de kullanlmaktadr.

ekil 1.19: Kapal evrim kontrol sistemi blok diyagram

1.4.3. Mikroilemci Paralarnn (Elemanlarnn) Fonksiyonu

Kontrol sistemlerinde kontrol eleman olarak mikroilemciler yaygn olarak

kullanlmaktadr. lemci veya CPU, kullanc ya da programc tarafndan yazlan programlar meydana

getiren komutlar veya bilgileri yorumlamak ve yerine getirmek iin gerekli olan tm mantksal devreleri kapsar. Bu devreler genelde transistrlerden meydana gelmektedir. Mikroilemci, gerek yapt ilemlerin mikro saniyeler mertebesinde olmas, ayn zamanda iindeki elektronik devrelerin ve blmlerin mikron boyutlarnda olmas sebebiyle bu ad almtr.

Mikroilemci, bir bilgisayar sisteminin en nemli 3 donanmndan biridir ve bu 3

donanm arasnda en ok ad anlandr. Dierleri bellek (RAM-ROM) ve giri-k (G/) birimleridir.

lk mikroilemci 1971 ylnda hesap makinesi amacyla retilen Intel firmasnn 4004

adl rndr. Bu kesinlikle hesap makinelerinde kullanlmak zere retilmi ilk genel amal hesaplaycdr. Bir defada ileyebilecei verinin 4-bit olmasndan dolay 4-bitlik ilemci olarak anlmaktayd. Bu gelime sonrasnda yrtlen almalar neticesinde 19741976 yllar arasnda 8-bitlik ilk genel amal ve gerek mikroilemci denebilecek ilemciler tasarlanmtr. 1974 ylnda Intel 8080 adl ilemcisinin, hemen ardndan bu ilemci ile pek farkl olmayan Motorola 6800 adl ilemcisini piyasaya srmlerdir. Yapsal ve ilevsel

35

olarak birbirinden pek fark olmayan, sadece komut kmelerinde ve ilevlerinde kk farkllklar olan iki ilemci daha piyasaya srlmtr. Bunlar, MOS Technology firmas tarafndan retilen 6502 ve Zilog firmas tarafndan retilen Z80 ilemcileridir. Gnmz ilemcileri bu ilemcilerin mimarilerine dayal olarak, baz zellikleri (kaydedici says, kaydedici bykl, veri yolu genilii, adres yolu genilii, adresleme kapasitesi gibi.) gelitirilerek performans ve hz bakmndan daha verimli olacak ekillerde retilmektedir.

imdi bir mikro ilemcinin temel elemanlarn ve fonksiyonlarn inceleyelim. Mikroilemciler ksaca art arda gelen bilgileri ileyen entegrelerdir. Mikroilemciler

aritmetik (toplama, karma, arpma, blme gibi), lojik (ve, veya, deil gibi) ilemler yapabilir ve bu ilemler ile bir program hzl bir ekilde altrabilir. Aadaki ekilde basit olarak bir mikroilemcinin yaps gsterilmitir.

ekil 1.20: Bir mikroilemcinin yaps Temel olarak bir mikroilemciyi oluturan paralar ve fonksiyonlar ksaca aadaki

ekildedir: ALU: Aritmetik ve mantk (Lojik) ilemlerinin gerekletirildii birimdir. Kaydediciler: lemci ierisinde verilerin geici olarak tutulduu birimlerdir.

Bazlar ilemci sonucunda durumu gsterirken, bazlar da adres gstermek iin kullanlrlar. Saylar ve kapasiteleri fazla deildir ama ilevleri ok nemlidir.

Kontrol Birimi: Komutlarn kodunun zlmesinde, belli bir zaman dhilinde belli birimlerin devreye sokulmas veya devreden karlmas iin zamanlama sinyallerinin retilmesi ve kesme sinyallerine cevap verilmesi gibi ana grevleri vardr. Ksaca program akn denetler.

1.5. Kontrolrler Otomatik kontrol sistemlerinin almas kontrolr birimleri tarafndan organize edilir.

Bir kontrol sisteminde sinyallerin alnmas, ilenmesi (yorumlanmas) ve bunlarn sonucunda cihazlarn kontroln gerekletiren elemanlara kontrolr denir. Bunlarn yan sra, lm sonularn deerlendirir, kullanc tarafndan kolayca yorumlanacak formatta onlar gsterir ve bu sonulara gre kontrol ilemlerini gerekletirir.

36

1960 yl balarnda, ek devrelere gerek duyulmayan, yksek verimlilik ve gvenilirlii olan bilgisayarlarn kullanlmaya balanmasyla birlikte endstriyel retimde otomasyon sistemi ortaya kmtr. Bu sistemlerle yaplan kontrol ilemlerinde yksek maliyet, kullanlan yazlmlarn karmakl ve gerekli teknik eleman noksanl baz mahzurlar dourmutur.

1960 yl ortalarnda bilgisayar teknolojisi ile klasik kumanda devreleri (rle,

kontaktr) karm bir programlanabilen kumanda ve buna bal olarak programlanabilir kumanda cihaznn (PLC) yapm fikri ortaya kmtr.

Otomobil endstrisinde seri retim hatlarndaki kontrol sistemleri, her bir yeni model

otomobil iin yeni bir kontrol sistemi deiiklii, ilk programlanabilir kumanda teknii fikrinin ortaya kmasna sebep olmutur. Bu endstrideki ihtiya ile birlikle ayn zamanda PLCnin kullanm, tamir ve bakm kolaylklar gibi zelliklerinin olmasn getirmitir.

1.5.1. Proses Kontrol Sisteminde Kontrolrlerin Rol

Bir sistem iinde bir deikeni kontrol edebilecek olan birbiri ile ilgili elemanlar

topluluu tarafndan yerine getirilen ilemlerin tmne proses denir. Yani proses bir ilemler btnn ifade etmektedir. Aadaki ekilde kapal evrim bir otomatik kontrol sistemi ierisinde kontrolrn yeri gsterilmitir.

ekil 1.21: Kapal evrim bir otomatik kontrol sistemi ierisinde kontrolrn yeri

Proses kontrol iinde kontrolrler en nemli yere sahiptir. nk kontrol sistemlerinin almas kontrolr birimleri tarafndan organize edilir. Kontrolr birimleri iaretlerin, geri besleme sisteminden gelen hata sinyallerinin alnmas, deerlendirilmesi ve sonu olarak cihazlarn kontrol ilemlerini gerekletirir.

1.5.2. Kontrolrlerin eitleri

Gnmzde kontrol sistemi ierisinde kontrolr olarak aadaki sistemler yaygn

olarak kullanlanlardr: Mikroilemci Mikrodenetleyici

37

PLC Mikroilemcilerden bir nceki blmde bahsetmitik. Mikroilemciler, yanna eklenen

osilatr devreleri, bellek ve G/ birimleri gibi elemanlarla birlikte bir kontrolr olarak kullanlabilmektedir.

Mikrodenetleyiciler ise gnmzde mikroilemcilerden ok daha yaygn biimde

kullanlan kontrolr elemanlardr. nk mikrodenetleyici entegre bnyesinde genellikle dahili bir flash (elektriki olarak yazlp silinebilen) bellek, dhil G/ birimleri gibi birok niteyi barndrmaktadr. Bunun sonucunda da ok daha az eleman kullanarak daha esnek kontrol devreleri yaplabilmektedir.

Programlanabilir lojik kontrolrler (PLC), otomasyon devrelerinde yardmc rleler,

zaman rleleri, sayclar gibi kumanda elemanlarnn yerine kullanlan mikroilemci temelli cihazlardr. Bu cihazlarda zamanlama, sayma, sralama ve her trl kombinasyonel ve ardk lojik ilemler yazlmla gerekletirilir. Bu sebeple karmak otomasyon problemlerini hzl ve gvenli bir ekilde zmek mmkndr. Biz burada endstriyel kontrol sistemlerinde yaygn olarak kullanlan programlanabilir lojik kontrolrler (PLC) zerinde inceleme yapacaz.

Resim 1.21: rnek bir PLC

PLCnin en byk stnl, dk voltajlarda, bakm maliyetlerinin elektromekanik

rle kontrol sistemlerine gre olduka ucuz olmas, buna ilave olarak birok stnlkler salamasdr. Bunlar srasyla; basit olmas, kullanm kolayl, esnek kullanm zelliklerine sahip olmas, deiimlerin kolay olmas, ekonomik olmalardr. Ayrca PLCler iin gelitirilmi olan programlama dilleri, kontakl (rleli) kumanda devreleri tasarmclarnn kolayca anlayp uygulayabilecei biimindedir. Bir kontakl kumanda devresinden PLCye gemek olduka kolaydr.

1.5.3. Kontrolr Devrelerinde Kullanlan Semboller

Kontrolr ve kumanda devrelerinde kullanlan semboller 2 tr olabilir, birincisi

kontrolre (burada PLC zerinden inceleyeceiz) giri ve k balantlar yaplrken kullanlan elemanlarn sembolleri dieri ise PLC programlanrken kullanlacak programlama ile ilgili sembollerdir. Aada rnek bir sembol tablosu yer almaktadr.

38

Tablo 1.3: G ve kumanda devre sembolleri imdi de bu sembollerdeki elemanlardan en sk kullanlanlar inceleyelim.

Kontaktrler

Kontaktrler; elektrik devrelerinin balant ilemlerinde, btn motor kumandalarnda, k, kuvvet, sinyalizasyon ve bunlar gibi doru ve alternatif akmda alan btn tesislerde devrenin alp kapanmasn temin eden elektromanyetik alterlerdir. Kontaktrlerin en nemli kullanl alan doru ve alternatif akm devrelerinin kumanda edilmesidir. Kontaktrler vastasyla her gteki motorlara yol verme devir says kontrol gibi iler kolaylkla salanabilmektedir.

39

ekil 1.22: Kontaktrn yaps

Resim 1.22: Kontaktr

alterler-Anahtarlar

Kontak konumunu fiziksel hareket ile deitiren kumanda elemanlardr. Bunlarn deiik tipleri vardr. rnein basmal anahtarlar, mafsall anahtarlar, dokunmatik anahtarlar, kl anahtarlar vb. alterler genelde iki tipte yaplrlar: Kalc tip anahtarlar-alterler ve butonlar (geri dnl alterler).

Resim 1.23: Deiik tipte imal edilmi kumanda butonlar ve anahtarlar

40

Kalc Tip alterler

Kalc tip alterler yeni bir komut gelinceye kadar en son hlini korur. Genellikle kumanda sistemlerinin ana girilerinde kullanlr. rnek olarak lamba anahtarlar ve pako alterler verilebilir.

ekil 1.23: Elle kumandal kalc tip lamba anahtarlar

Resim 1.24: Bir kutuplu pako alter ve kutuplu pako alter

Butonlar

Start Butonu Start balatma butonudur. Bu butonlarda kontak normalde aktr. Butona baslnca,

ak olan kontak kapanr. Buton zerinden etki kaldrldnda, kapanan kontak hemen alr. Bunlara ani temasl buton da denir. ekil 1.24te start butonuna ait sembol ve resim grlmektedir.

S S

41

ekil 1.24: Start sembol ve butonu

Stop Butonu

Durdurma butonudur. Bu butonlarda kontak normalde kapaldr. Butona temas

edilince, kapal olan kontak alr, temas olduu srece ak kalr. Butondan temas kalknca kontaklar normal konumunu alr. ekil 1.25te stop butonuna ait sembol ve resim grlmektedir.

ekil 1. 25: Stop sembol ve butonu

Aadaki ekilde buton, anahtar, ift yollu kumanda butonu ve kontaktrlerin PLCye

balants grlmektedir.

ekil 1.26: Buton, anahtar ve kontaktrlerin PLCye balants

L1 220 V AA N

Buton ve Anahtarlar

+ 24 DC _ PLC

Dijital Giriler Analog Giriler

Dijital klar Analog klar

Kontaktr

S

S

42

Mekanik Snr Anahtarlar

Mekanik bir etkiyle kontaklar konum deitiren elemanlardr.

ekil 1.27: Mekanik snr alteri sembol ve resimleri

ekil 1.28: Mekanik snr anahtarlarnn PLCye balants

1.6. Kontrol Sistem Yntemleri Endstriyel otomasyon sistemleri ve enstrmantasyon cihazlarnn nemli bir

stnl, sahip olduklar karlkl haberleme zelliidir. En bata yaplan yerel otomasyonlar artk yeterli kalmayp iletiim sistemleri zerinden haberleilerek, karmak otomasyon zmleri retebilmektedir. Burada en nemli nokta, sistem entegrasyonudur. Sistem entegrasyonu, endstriyel otomasyonda kullanlan tm donanmn haberleme zellii ile bunun yazlm zerinden gerekletirilmesi ve sistemin uyum iinde alabilmesidir.

1 3 S 2 4

L1 220 V AA N

Mekanik Snr Anahtar

+ 24 DC _ PLC

Dijital Giriler Analog Giriler

Dijital klar Analog klar

43

Endstriyel otomasyonun ana eleman programlanabilir lojik kontrolrlerdir (PLC). PLCler ile yaplacak iin kapsamna gre; kumanda, kontrol, kullanm ve izleme, uyar ve raporlama ilemlerini ieren endstriyel otomasyon sistemleri gerekletirilebilir.

Her kumanda, bir otomasyon ve bir de proses ksmndan oluur. Otomasyon ksm,

kumandann akl dr. Kumandann proses ksm ise, bir malzemenin, enerjinin ya da bilginin, nitelik ve nicelik olarak deiimini ya da tanmasn hedef olarak alr ve bunun teknik akn kapsar.

1.6.1. Endstriyel Kontrol Uygulamalarnda Kullanlan Lojik Sistemler

Endstriyel kontrol uygulamalarnda yaygn olarak PLCler kullanlmaktadr.

Piyasada farkl firmalarn retmi olduklar farkl zelliklere sahip birok PLC bulunmaktadr. PLCler seilirken aadaki temel zellikler gz nnde bulundurularak ihtiyaca gre seilmelidir.

Giri/k Says

Kontrol sisteminde almay ynlendiren giri cihazlar ile kontrol edilen eleman says bellidir. Bu cihazlarn PLC ile balanabilmesi iin kontrolr yeteri kadar giri ve k balant hatt olmaldr. Ayrca almann dardan takip edilmesine yarayan aygtlarn (rnek, sinyal lambalar, alarm cihazlar) balants ile sisteme zg, zel gereksinimlere cevap verebilecek durumda olmaldr.

Giri/k Tipleri

Giri/k (G/) cihazlar ile kontrolr arasndaki elektriksel uyum olmaldr. Eer byk gl anahtarlar bulunuyorsa deme noktalarnda oluacak temas direnlerinin ve titreimlerinin almay olumsuz etkilemesi nlenmelidir. Giri cihaz elektriksel bir sinyal gnderiyorsa, ister AC ister DC alma olsun gerekli dntrcler ile birlikte uyum iinde olmaldr.

zel giri tipleri de istendii takdirde hesaba katlmaldr. k tipleri, k

cihazlarna ve onlarn alt enerji kaynaklarna gre deimektedir. Baz cihazlar rleli klar ile kontrol edilirken bazlarnn da triyak veya transistr klar ile kontrol edilmesi gerekir.

lave olarak aada belirtilen durumlar da gz nne alnmaldr:

Giri cihazlarnn empedans PLC giri devresinin ama/kapama akmna uygunluunu salyor mu?

G kayna alma gerilimi altnda k devreleri yeterli akm tama kapasitesine sahip mi?

Yar iletken klarn dielektrik dayanm ne dzeyde? k devrelerinin yke gre sahip olmas gereken harici koruma

balantlar nelerdir?

44

Giri/k devreleri, elektriksel hatalara kar PLCyi iyi bir ekilde koruyor mu?

alma scakl ortam scaklna uygun mu? Montaj ihtiyalar nelerdir? Kontrolrn besleme gerilimi ve g tketimi nedir? Analog/dijital eviriciler ve PID modlleri kontrolr ile birlikte

kullanlabiliyor mu?

Programlama mknlar

Kontrolrn programlama dili ne kadar sade ve anlalr olursa, kullanm teknik elemanlar tarafndan o kadar kolay olur. Yazlabilecek maksimum komut says programlama esnekliini arttrr. Komut says miktar RAM bellek kapasitelerine tekabl etmektedir. Bununla birlikte programlanabilir kontrolr programlar, genellikle 1000 komuttan daha az, ortalama 500 adm veya daha ksadr. ou sisteme ilikin problemlerin zmnde baz fonksiyonel zel rlelere ihtiya duyulur. Timer (zamanlayc) ve counter (sayc) gibi rlelerin okluu her zaman tercih sebebidir. PLCnin yapsnda bulunan ana mikroilemcinin gelimilii programlama imknlar ile paraleldir. Bunda ilemcinin bit says, adres ve data hatt says, hz, vs. gibi zellikleri etkili olmaktadr.

alma Hz

Hz, bir kontrol sisteminden beklenen en nemli zelliklerden biridir. PLC iin alma hz, alglanan deiimlerin yorumlanarak tepki verilmesi arasnda geen sre ile ifade edilir, fakat burada asl ayrt edici nitelik tarama zamandr; nk dier sreler aa yukar birbiriyle ayndr. Tarama hznn azalmas alma hznn artmasna sebep olur.

Sistem Genilemesi ve letiim

Eklenebilir modllerle giri/k saysnn artrlmas ve sistemin geniletilmesi srekli bir avantajdr. te yandan PLCler arasndaki iletiim imkn tercih edilen ynlerden biridir. PLCler arasnda haberlemeyi ve bilgi ilem cihazlar ile beraber alarak tek bir merkezden ynetimi mmkn klar. Bu amala kullanlan RS 232 konnektrleri PLC zerinde tm kontrollerin yaplabilmesini salar. Kullanlan modelin ve bu modeldeki program zelliklerinin yeni modellerle entegrasyon imknlar da gz nnde bulundurulmaldr.

evre Birimleri

Aada grlen her bir ilave birim kontrolrn ilevselliini arttrmaktadr: Ayrlabilir programlama konsolu Grafik programlayc Printer ara birimleri EPROM (PROM) programlayc okuyucu Manyetik teyp band

45

Disket niteleri Printer ara birimleri

Hangi malat

Otomasyoncular, bir veya iki imalatnn PLC'si ile alma eilimindedir. Buna rn benzerlik ve btnl sebep gsterilir. Mteriye en iyi bir veya iki PLCyi teklif ederler.

PLC seiminde aadakilere de dikkat etmek gerekir:

Kullanc tasarm iinde bir yardmc bulabilir mi? malatnn pazar pay nedir? malat kullanc ihtiyalarn karlayabilmek iin PLC zerinde eitim

verebilir mi? Btn yardmc el kitaplar mevcut mu? Ayn ya da farkl imalatda dier PLC modellerinin sistemle uyumluIuu

nedir? Kullanlan programlama yntemi, uygulama iin kontrol plan taslana

uygun mu? htiya annda ksa srede teknik destek verebiliyor mu? Garanti kapsam dnda standart en az 10 yl yedek para ve servis

garantisi var m?

Maliyet

PLC'ler arasnda olduka deiik fiyat farklar bulunmaktadr. letme ekonomisinde PLC ler iin ayrlan bte maliyeti karlayabilmelidir.

1.6.2. Kontrol Sistemlerindeki Bellek Birimlerinin Rol

Program kodlar ve verilerin sakland birimlere bellek ad verilir. Verinin saklanma

ekli bakmndan bellekler genel olarak iki grup altnda incelenir.

ekil 1.29: Bellek trleri

46

1.6.2.1. RAM Bellekler RAM (Rastgele Eriimli Bellekler), alma ekli asndan oku/yaz bellei olarak da

adlandrlr. Yani bu tr bellekler hem ieriine bilgi yazmak hem de ieriindeki bilgiyi okumak iin tasarlanmtr. Rastgele eriimli denmesinin sebebi, bellein herhangi bir yerinde bulunan verilere bir sra takip edilmeksizin yani rastgele ve ayn srede eriilmesidir. RAMdaki bilgilere eriim, disk ya da disket srclerindeki eriimle kyaslanamayacak kadar hzldr. RAM bellekteki veriler sistem srekli elektrik enerjisiyle beslendii srece saklanabilirler. Enerji kesildii anda RAMda saklanan btn bilgiler kaybedilir. Yazlm programlarnn yrtlmesi RAM bellekte gerekleir.

1.6.2.2. ROM Bellekler

ROM (Sadece Okunur Bellek), deiik trleri olmakla birlikte genel zellikleri bal

bulunduu sistemdeki elektrik enerjisi kesilmesi durumunda ROM tr belleklere yazlan veriler silinmez yani kalcdr. Bu tr belleklere monitr program ad verilen ve sistemin ilk alta tantlmasn salayan sistem programlar ve aritmetiksel bilgiler yklenir. Sadece okunan bellek, seilerek oluturulan ak ve kapal tek ynl kontaklar dizisidir. 16 bitlik dizide adres hattnn yars kodlanarak drt satr hattndan birinin enerjilenmesinde dier yars da stun seiminde ve stun sezici ykselticilerden birinin yetkilendirilmesinde kullanlr. Satr ve stun hatlarnn aktifletirilmesiyle kapal olan kontakla birleen sra hatt mantksal 1, ak kontaklar mantksal olarak 0 kabul edilir. Eer seilen bu adres hatlaryla birlikte ip seim ucu aktifse veri k ayaklarna kaplanr. Sadece okunan bellek tiplerindeki birinci farkllk, hcrenin tasarmnda kapal veya ak kontaklarn biimlenmesidir. Maskeli ROM kontaklar, yar iletkenin son retim aamasnda kk iletken jumperlarn eklenmesi veya eklenmemesi eklinde yaplr. Bipolar programlanabilir ROM'lardaki kontaklar, kullanc tarafndan retildikten sonra kendi yorumuna gre ak devre hline getirilebilen sigorta maddesinden yaplr. Programlanan bir EPROM tekrar kullanc tarafndan programlanm kontaklar balang durumuna getirilerek yeniden programlanr. Entegre devreler (IC), silikon katmanlarn bir dizi foto maskeleme, yar iletkenin istenmeyen yerlerin kimyasal yntemlerle giderilmesi, rnek bileimlerini oluturmak ve katman yzeyleri arasndaki bileimleri gerekletirmek iin yaylma gibi ilemler uygulanarak fabrikasyon retimiyle yaplr. retim ilemlerinin son aamalarndan birisi, silikon katmanlar yzeyinin alminyum tabakalarla kaplanmas ve sonra bu alminyum tabakann baz ksmlarnn oyulmas ve istenen ksmlarn aynen braklarak balant salanmasdr. Maskeli ROM'larn retilmesinde sra ve stun kontaklar seilerek son alminyum oyma ileminde alminyumun eklenmesi veya karlmasyla yaplr.

Kontrol sistemlerinde ise kontrol sisteminin trne gre deiik ilemlerde

kullanlabilirler. PLCli bir sistemin ierisinde bellek birimleri PLC programnn saklanmasnda, programn ak srasnda gerektiinde sistem tarafndan PLCye giri yaplan iaretlerin saklanmasnda ve programn gereken yerlerinde bu iaretleri alarak buna gre hareket etmesinin salanmasna yardmc olmu olur. Kapal evrim bir kontrol sisteminde ise geri besleme birimi tarafndan salanan iaretleri saklayarak gerektiinde kontrolre bildirim yaplmasn salar.

47

1.6.3. Programlanabilir Kontrolrlerin Kullanm Alanlar PLCler endstri alannda kullanlmak zere tasarlanm, dijital esaslara gre yazlan

fonksiyonu gerekletiren, bir sistemi ya da sistem gruplarn, giri k kartlar ile denetleyen, iinde barndrd zamanlama, sayma, saklama ve aritmetik ilem fonksiyonlar ile genel kontrol salayan elektronik bir cihazdr. Aritmetik ilem yetenekleri PLC'lere daha sonradan eklenmi bu cihazlarn geri beslemeli kontrol sistemlerinde de kullanlabilmeleri salanmtr.

PLC sistemi sahada meydana gelen fiziksel olaylar, deiimleri ve hareketleri eitli lm cihazlar ile belirleyerek, gelen bilgileri yazlan kullanc programna gre bir deerlendirmeye tabi tutar. Mantksal ilemler sonucu ortaya kan sonular da kumanda ettii elemanlar araclyla sahaya yanstr.

Sahadan gelen bilgiler ortamda

meydana gelen aksiyonlarn elektriksel sinyallere dnm hlidir. Bu bilgiler analog ya da dijital olabilir. Bu sinyaller bir transduserden (sensrden), bir kontaktrn yardmc kontandan gelebilir.

Gelen bilgi analog ise, gelen

deerin belli bir aral iin, dijital ise

Resim 1.25: PLC kullanm alanlarna rnek

Resim 1.26: PLC kullanm alanlarna rnek

48

sinyalin olmas ya da olmamasna gre sorgulama yaplabilir. Bu hissetme olaylar giri kartlar ile, mdahale olaylar da k kartlar ile yaplr. PLC ile kontrol yaplacak sistem byklk asndan farkllklar gsterebilir.

Sadece bir makine kontrol yaplabilecei gibi, bir fabrikann komple kumandas da

gerekletirilebilir. Aradaki fark sadece kullanlan kontrolrn kapasitesidir. PLC'ler her trl otomasyon ilerinde kullanlmaktadr.

Kimya sektrnden gda sektrne, retim hatlarndan depolama sistemlerine,

marketlerden rafinerilere kadar ok geni bir yelpazede kullanlan PLC'ler, bugn kontrol mhendisliinde kendilerine hakl bir yer edinmilerdir. Elektronik sektrndeki hzl gelimelere paralel olarak gelien PLC teknolojisi, gn getike ilerlemekte otomasyon alannda mhendislere yeni ufuklar amaktadr. Bu yzden de her teknikerin yzeysel bile olsa biraz bilgi sahibi olmas gereken bir dal konumuna gelmektedir.

malat sanayi, tarm, enerji retimi, kimya sanayi vb. endstrinin tm alanlarnda kullanlan PLClerin genel uygulama alanlar unlardr:

Sra Kontrol

PLClerin en byk ve en ok kullanlan ve sral alma zelliiyle rleli sistemlere en yakn olan uygulamasdr. Uygulama asndan, bamsz makinelerde ya da makine hatlarnda, konveyr ve paketleme makinelerinde ve hatta modern asansr denetim sistemlerinde kullanlmaktadr.

Hareket Kontrol

Dorusal ve dner hareket denetim sistemlerinin PLCde tmletirilmesidir, servo adm ve hidrolik srclerde kullanlabilen tek ya da ok eksenli bir sistem denetimi olabilir.

Resim 1.27: PLCnin kullanm alanlarna rnek

49

PLC hareket denetimi uygulamalar, sonsuz bir makine eitlilii ve oklu hareket eksenlerini kontrol edebilirler. Bunlara rnek olarak; kartezyen robotlar, film, kauuk ve dokunmam kuma tekstil sistemleri gibi ilgili rnekler verilebilir.

Sre Denetimi

Bu uygulama PLCnin birka fiziksel parametreyi (scaklk, basn, debi, hz, arlk vb. gibi) denetleme yeteneiyle ilgilidir. Bu da bir kapal evrim denetim sistemi oluturmak iin, analog G/ gerektirir. PID yazlmnn kullanmyla PLC, tek bana alan evrim denetleyicilerinin ilevini stlenmitir. Dier bir seenek de her ikisinin en iyi zelliklerini kullanarak PLC ile kontrolrlerin tmletirilmesidir. Buna tipik rnek olarak plastik enjeksiyon makineleri ve stma frnlar verilebilir.

PLCler endstriyel uygulamalarn birok alannda yer alan elemanlardr. Endstride

scaklk, nem, hz vb. gibi kontrollerin dnda asansr kontrol, ie dolum sistemi, trafik lambas, araba park, iecek makinesi, paketleme sistemi vb. gibi karmak endstriyel sistemlerin kontrolnde de kullanlmaktadr. PLC kontroll sistemlerin eitimi alnrken en byk sknt gerek alanda uygulama yapamama skntsdr.

Bir sistemin istenen artlarda almasna ait doru bir program yazmak, program

sistem zerinde denemeden ok zor bir itir. Yazlan program sistem zerinde denenerek belki de defalarca dzeltilmesi gerekebilir. Ama bu ile profesyonel olarak uraanlar sistem hakkndaki verileri doru olarak almalar durumunda deiik algoritmalar kullanarak hemen hemen hatasz bir almaya ait program yazabilmektedirler. Tabii ki amatrler iin bu algoritmalar renmek ve byle gerek bir sistem zerinde uygulama yapmak neredeyse mmkn deildir.

Resim 1.28: PLCnin kullanm alanlarna rnek

50

Gnmzde birok firma deiik marka ve model PLCler iin simlasyon programlar retmekte ve bunlar kullanclara pazarlamaktadrlar. Fakat bu simlasyon programlar genelde girilere 0-1 butonlama yaplarak klarn gzlemlenmesi eklindedir. Bu da tam olarak merakllarn ihtiyacn gidermemektedir. Baz firmalar PLC ya da mikroilemci kontroll deney setleri retmektedir.

Bu deney setleri gerek bir uygulamann kltlerek maketletirilmi hlleridir.

Bunlar zerinde yaplan uygulamalarda gerekten profesyonellie geite ok faydaldr. Bunlarn arasnda asansr, ie dolum sistemi, trafik lambas, araba park, iecek

makinesi, paketleme sistemi ve bir endstriyel sistem bulunmaktadr.

ekil 1.30: PLC ile yaplm ieleme uygulamasnn simlasyonu

ie dolum sisteminin almasn ksaca aklayalm: Sisteme gelen bo st ieleri PLCnin ilgili adresine bal sensr tarafndan

alglannca ilgili ka bal piston alarak ienin durmasn salar. Daha sonra dier k alarak ieyi doldurmaya balar ve sensr hizasna kadar st dolduktan sonra bu sensr tarafndan st doldurma ilemi biter ve piston kapa takar. Kapak taklrken snr anahtar kapan taklma ileminde pistonun snrlanmasn salar. Bu ilemler bittikten sonra dolan ie durdurma pistonu alarak konveyrde yoluna devam eder. Programm ieriine gre alma devam eder.

Gnmzde endstriyel otomasyon devrelerinde PLCler rleli kontrol devrelerine

gre ok daha fazla tercih edilmektedir, programlanabilir kontrolrlerin tercih edilmelerinin sebepleri u ekilde sralanabilir:

51

Kumanda yazlmla salandndan, kumanda devresini tasarlamak kontakl (rleli) bir devrenin tasarmndan daha kolaydr.

Btn kumanda fonksiyonlar yazlmla gerekletirildiinden, farkl bir uygulama iin adaptasyon kolaydr.

Kumanda devrelerine gre ok az yer kaplar. Gvenilirlii yksek, bakm kolaydr. Bilgisayarlarla ve dier kontrolrlerle haberleme imkn vardr. Arza ihtimali dktr. Kt evre artlarnda, zellikle tozlu ortamlarda, rleli kumanda

devrelerine gre daha gvenilirdir.

1.7. Veri Kayd, letim ve Gsterge (Gsterimi) Btn endstriyel ilemlerde operatrlerin tesisin almasn gzlemleyebilmeleri iin

tesisin almas srasnda ortaya kan verilerin kaydedilmesi, kaydedilen bu verilerin gerekli yerlere (bellek, ekran gibi) iletilmesi ve bir ekran veya kt ile gsterimi gereklidir.

Bunun yan sra tesis performansnn srekli kaytlarnn tutulmasna da sk sk ihtiya

duyulur. Bu kaytlar hata analizi, iletme analizi, bakm planlamas, retim kontrolnde kullanlabilir.

1.7.1. Enstrmantasyon ve Kontrol Sistemleri in Gerekli Data eitleri

Enstrmantasyon ve kontrol sistemlerinde ama bir sistemin otomatik kontrolnn

yaplmas, sistemin en az d etki ile sorunsuz almasnn salanmasdr. Bu ilemlerin gerekleebilmesi iin kontrol sistemi alan sistemle ilgili birok veriye ihtiya duyar. Bu veriler sistemin herhangi bir noktasndaki elektriksel bir deer (akm, gerilim, diren, g) olabilecei gibi, s, k, basn, debi vb. gibi bir fiziksel nicelikte olabilir. Bunlar gibi sistemin almas ile ilgili verilerin yannda alma performans, verimi gibi sistemin almasyla ilgili verilerde yer almaktadr. Enstrmantasyon sistemi ile ilgili tm bu veriler trne gre bir l aleti, sensr veya bir bilgisayar tarafndan alglanp incelendikten sonra ana kumanda merkezine gnderilmektedir. Bu veriler ile sistemin kontrol (kontrolr veya operatrler tarafndan) salanmaktadr.

1.7.2. Data Toplama Sistemlerinin eitleri (Yntemler)

Endstriyel tesislerde verilerin toplanmas, kaydedilmesi, iletilmesi ve tesisin

almasn gsteren grntleme ilemleri iin iletmenin ihtiyacna gre seilmi olan birok kayt ve grntleme niteleri kullanlmaktadr. Bu blmde tesis verilerinin toplanmas, kayd ve grntleme iin kullanlan cihazlardan bazlar incelenecektir.

Analog l aletleri

Gsterge eleman olarak analog l aletleri bir noktadaki bir bykln (akm, gerilim gibi) gsterilmesi veya bir seviyenin gsterimi ilemlerinde kullanlmakta olan en

52

basit grntleme cihazlarndandr. Bu snfta ibreli (sabit mknatsl) l aletleri ve bar grafikli gstergeler yer almaktadr. Bar grafikli gstergeler genellikle seviye grntlemede kullanlmaktadr. rnein bir depodaki sv miktarnn grntlenmesinde kullanlr. Bar grafikli gstergeler genellikle hassas deer gsterimi gerektirmeyen yerlerde tercih edilir.

Resim 1.29: breli ve bar grafikli gstergeler

Grafik Tipi Kayt Cihazlar

Birok tesiste sonradan yaplacak analizler iin tesis performans kaytlarnn tutulmasna ihtiya vardr. Bu konuda veri toplayan kayt aletleri ierisinde en yaygn olan ilem deikeninin zamana gre srekli grafiini izebilen grafik tipi kayt cihazlardr. Bu tip cihazlar kaydedilecek deikenlerin hz ve zelliklerine gre ok eitli ekillerde bulunabilir. Bu konuda dikkate alnmas gereken ilk husus deikenin muhtemel deiim hzna uygun bir grafik yazcnn seilmesidir. rnein farkl blgelerin deprem faaliyetlerinin kaydedildii bir rasathane de kullanlacak grafik kayt cihaz ile kalp grafiini kaydeden bir kayt cihaznn veri kayt zellikleri ve hzlar farkldr. Grafik tipi kayt cihazlarnn yazma yntemine gre kalem tipi, UV (ultraviyole nlar ile) tipi veya izilen izginin trne gre birok tr bulunmaktadr.

ekil 1.31: Grafik tip kaydedici

53

Gstergeler

Gstergelerde birer veri elde etme aracdr. Gsterge bir ama kapama lambas olabilecei gibi, bir led display, alfanmerik bir floresant ekran veya bir monitrde olabilir. Aadaki ekilde bir fabrikann VDU (video grntleme nitesi) ksmndaki kontrol ekrannn grnts verilmitir.

Resim 1.30: Kontrol gstergeleri

Otomatik Veri Kaydedicileri

alan bir tesis, sonraki performans, verimlilik, iletme giderleri analizi iin faydal olabilecek byk miktarda veri retir. Bu verilerin kayd sistem iindeki endstriyel bilgisayarn grevidir. Bu bilgisayar dzenli zaman aralklar ile tesis analog deerlerini kaydeder, saysal olaylarn meydana geldikleri esnada, zaman ile birlikte kaydedilmesi ilemlerini yaparak tesis almasnn kaydna imkn salar. Bu ilemler bir bilgisayar tarafndan yaplabilecei gibi disket veya CD gibi ortamlara srekli otomatik kayt yapan otomatik kayt cihazlar ile de yaplabilir.

54

ekil 1.32: Bant kayt cihaz

1.7.3. Endstriyel Uygulamalar in Ana Kontrol Merkezinin Fonksiyonu Daha nce deindiimiz gibi endstriyel ilemlerde operatrlerin tesisin almasn

gzlemleyebilmeleri iin tesisin almas srasnda ortaya kan verileri incelemesi gerekir. Basit bir motor dzeneinde bu sistem sadece motor alyor veya motor almyor eklindeki ikaz klar ile olabilir. Ancak daha karmak sistemlerde rnein bir petrokimya tesisinde tesisin tam anlamyla kltlm ve kl renk kotlarndan oluan bir grnts ya da bilgisayarla alan bir VDU olabilir. Sonu olarak endstriyel uygulamalarda ana kontrol merkezinden btn tesisin almas, alma verileri, alma ortam gzlemlenebilmeli ve kontrol merkezindeki operatre sistem ne denli karmak olursa olsun ama ne olup bittii hakknda eksiksiz bilgi vermeli ve hatay oluturan koullarn hzla tanmlanmasn salamaldr.

1.7.4. Ekipman Kullanm ile lgili Genel Hkmler

4857 Sayl Yeni Kanunu ile endstrideki i ekipmanlarnn kullanmnda salk ve

gvenlik artlar ynetmelii