lİsans bİtİrme projesİ su pompasi...

45
T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONU Bahar KURTOĞLU Serdar BAŞÜN Alper BENDER Danışman Prof. Dr. Sefa Akpınar Mayıs 2013 TRABZON

Upload: others

Post on 06-Sep-2019

10 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONU

Bahar KURTOĞLU Serdar BAŞÜN Alper BENDER

Danışman

Prof. Dr. Sefa Akpınar

Mayıs 2013 TRABZON

Page 2: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların
Page 3: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONU

Bahar KURTOĞLU Serdar BAŞÜN Alper BENDER

Danışman

Prof. Dr. Sefa Akpınar

Mayıs 2013 TRABZON

Page 4: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların
Page 5: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU

Bahar Kurtoğlu, Serdar Başün, Alper Bender tarafından Prof. Dr. Sefa Akpınar

yönetiminde hazırlanan “Su Pompası Otomasyonu” başlıklı lisans bitirme projesi

tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak

kabul edilmiştir.

Danışman : Prof. Dr. A. Sefa Akpınar ………………………………

Jüri Üyesi 1 : Prof. Dr. Cemil Gürünlü ………………………………

Jüri Üyesi 2 : Yrd. Doç. Dr. H. İ. Okumuş ………………………………

Bölüm Başkanı : Prof. Dr. İsmail H. Altaş ………………………………

Page 6: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların
Page 7: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

v

ÖNSÖZ

Bu bitirme projesinin hazırlanmasında emeği geçen sınıf arkadaşlarımıza,

teçhizat aşamasında yardımlarını esirgemeyen mühendislik firmalarına, projenin son

halini almasında yol gösterici olan kıymetli hocamız Sayın Prof. Dr. Sefa Akpınar ‘a ve

her aşamasında tüm sorularımızı cevaplayarak yardım eden ve bizi asla geri çevirmeyen

Öğr. Gör. Oğuzhan Çakır’a ve diğer tüm öğretim görevlilerine teşekkür ve

şükranlarımızı sunarız. Ayrıca bu çalışmayı destekleyen Karadeniz Teknik Üniversitesi

Rektörlüğü’ne, maddi destek sağlayan Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve Elektrik

Elektronik Mühendisliği Bölüm Başkanlığı'na içten teşekkürlerimizi sunarız.

Her şeyden öte, eğitim süresince bize her konuda tam destek veren ailelerimize

ve bize hayatlarıyla örnek olan tüm hocalarıma saygı ve sevgilerimizi sunarız.

Mayıs, 2013

Bahar KURTOĞLU Serdar BAŞÜN Alper BENDER

Page 8: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

vi

Page 9: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

vii

İÇİNDEKİLER

Lisans Bitirme Projesi Onay Formu iii

Önsöz v

İçindekiler vii

Özet ix

Semboller ve Kısaltmalar xi

Şekiller Dizini xii

Çizelgeler Dizini xiii

1. Giriş 1

1.1. Dünya ve Türkiye’de Yer altı Su Kaynakları 1

1.2. Sondaj Çalışmalarının Tarihi ve Gelişimi 2

1.3. Basınçlı Su Kullanım Alanları 3

2. Su Pompası Otomasyonu 4

2.1. Besleme Devresi 4

2.2. Sıvı Seviye ölçümü 6

2.2.1. Sıvı Seviye Ölçüm Yöntemleri 6

2.2.2. Elektrot Yöntemi ile Seviye Ölçümü 6

2.3. Dalgıç Pompa 9

2.3.1. Projede Kullanılan Dalgıç Pompa 10

2.3.2. Dalgıç Pompa Besleme Devresi 10

2.4. Hidrofor 11

2.4.1. Preferikal Sürtme Fanlı Pompa 12

2.4.2. Pompa Kullanımında Dikkat Edilmesi Gerekenler 13

2.5. PLC 13

2.5.1. Twido Suite Programı 14

2.5.2. Adresleme Formatları 14

2.5.3. Ladder / List Dönüşümü 16

2.5.4. Zamanlayıcılar (timer) bloğu 18

2.5.5. Çalışmada kullanılan PLC programı 19

Page 10: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

viii

3. Sonuçlar 22

4. Değerlendirme 23

Kaynaklar 24

Ekler 25

EK 1. Çalışma Takvimi 25

EK 2. Standartlar ve Kısıtlar Formu 26

EK 3. Sistemin Maliyet Hesabı 28

Özgeçmiş 29

Page 11: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

ix

ÖZET

İnsanların gelişen teknolojiye ayak uydurmaya çalışmalarına karşın yeryüzü

kaynakları bu gelişmeler karşısında çaresiz kalmaktadır. Özellikle yaşam kaynağımız

olan suyun sorumsuzca kullanılması ve küresel ısınma sebebiyle yıllar geçtikçe

kaynaklarda azaldığı hepimiz tarafından bilinmektedir.

Bu projede de yer altı kaynaklarının kuyularda biriktirilerek otomatik olarak

gerektiğinde pompalanması yapılabilmekte ve kuyudaki su miktarının bilgisi sıvı seviye

yöntemleri yardımı ile alınabilmektedir. Ayrıca kuyulardaki suyun belirli bir depoya

taşınması sağlanabilmekte ve kullanılacak alana gereken basınçla aktarılabilmesi

sağlanabilmektedir.

PLC sayesinde tüm işlemler otomatik olarak yapılmakta, gereksiz kullanımlar ve

enerji sarfiyatı önlenmekte ve en az insan hatasıyla suyun otomatik olarak sisteme

pompalanması gerçekleştirilmiş olmaktadır.

Page 12: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların
Page 13: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

xi

SEMBOLLER VE KISALTMALAR

PLC Programmable Logic Controller (Programlanabilir Mantıksal Denetleyici)

LED Light Emitting Diode (Işık Yayan Diyot)

AC Alternating Current (Alternatif Akım)

DC Direct Current (Doğru Akım)

NO Normally Open (Normalde açık)

NC Normally Closed (Normalde kapalı)

SCADA (Veri Tabanlı Kontrol ve Gözetleme Sistemi)

A Amper

V Volt

µF Mikro Farad

Ω Ohm

Transistör besleme gerilimi

Page 14: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

xii

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil 1. Su pompası otomasyonu projesi 4

Şekil 2. PLC ve sıvı seviye devresinin beslemesi için yapılan regülasyon devresi 5

Şekil 3. Regülasyon baskı devresi 5

Şekil 4. İkinci deponun sıvı seviye kontrol devresi 7

Şekil 5. Birinci deponun sıvı seviye kontrol devresi 7

Şekil 6. Flourshing 1-2C marka 5V röle ve bacaklarının içyapısı 8

Şekil7. İkinci deponun sıvı seviye baskı devresi 8

Şekil 8. Birinci deponun sıvı seviye baskı devresi 8

Şekil 9. Leo marka dalgıç pompa 10

Şekil 10. Dalgıç pompa besleme ve kumanda devresi 10

Şekil 11. Dalgıç Pompa besleme ve kumanda baskı devresi 11

Şekil 12. Preferikal sürtme fanlı pompa 12

Şekil 13. Schneider marka PLC 13

Şekil 14. Ladder / List Dönüşümü 17

Şekil 15. TON diyagramı 18

Şekil 16. TOFF diyagramı 19

Şekil 17. TP diyagramı 19

Şekil 18. Projede kullanılan merdiven diyagramı 19

Şekil 19. Projenin son hali 22

Page 15: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

xiii

ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge 1. PLC ve sıvı seviye devrelerinin besleme devresinde kullanılan malzemeler 6

Çizelge 2. Sıvı seviye kontrol devresinde iki depo için de kullanılan malzemeler 9

Çizelge 3. Dalgıç pompa besleme devresinde kullanılan malzemeler 11

Çizelge 4. Adresleme formatları 14

Çizelge 5. Ladder diyagramı grafik tablosu 16

Çizelge 6. List komutlarına ilişkin sembol tablosu 18

Çizelge 7. PLC girişler / çıkışlar 21

Çizelge 8. Projenin List Komutları 21

Çizelge 9. Projenin Çalışma Takvimi 24

Çizelge 10. Sistemin maliyet çizelgesi 27

Page 16: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların
Page 17: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

1

1. GİRİŞ

Endüstriyel uygulamalarda, sulama ve arıtma sistemlerinde ve konutlarda yaygın

kullanılan sıvı depolama tanklarının seviye ve basınç verilerinin izlenmesi, herhangi bir

durumda da ortaya çıkabilecek problemlere karşı korunması gerekmektedir. Bu projede,

su depolama tankları için PLC kullanarak bir kontrol sistemi geliştirilmiştir.

Günümüzde de kullanılmakta olan klasik kumanda sistemlerinde, PLC yerine kullanılan

röle ve kontaktörler proje masrafını azaltmıştır. Ama bu sistemlerin dezavantajı basınç,

sıvı seviyesi bilgileri bilgisayar üzerinden görsel olarak takip edilememesidir.

Geliştirilen PLC kontrollü sistemde daha hassas ve güvenilir sonuçlar olduğu yapılan

deneylerle ispatlanmıştır. PLC’nin kolay kurulum ve kaliteyi arttırması sebebiyle

endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır.

Genellikle sıvı depolama tanklarının kontrolü maliyeti azaltmak için klasik kumanda

elemanlarıyla yapılmaktadır. Algılayıcı çıkışları analog olarak okunup kaydedildiğinden

okuma hataları meydana gelmektedir. Bu mekanizma doğabilecek arıza durumlarının

geç algılanmasına sebep olmaktadır. İnsan kaynaklı hataların en aza indirgenmesi ve bu

problemlerin çözümü için projede PLC kullanılmıştır. Ancak değişken veriler yüzünden

yazılımın tekrar yapılması gerekmesi de PLC’nin dezavantajlarındandır.

1.1. Dünya ve Türkiye’deki Yeraltı Su Kaynakları

Yeraltındaki suları besleyen faktörlerden şunlar sıralanabilir;

Yağış miktarı

Yağış türü: Kar yağışları ile beslenme fazla olur

Zeminin geçirgenliği: Alüvyal ve karstik alanlar tercih edilir

Zeminin eğimi: Az olduğu alanlarda beslenme daha fazladır

Bitki örtüsü: Bazı yerlerde yüzeysel akımı engeller

Dünyada gittikçe azalmakta olan suyun kıtlığının sebepleri olarak da;

Yenilenebilir kaynak miktarlarının azlığı,

Suyun kullanımındaki yanlışlar

Nüfustaki yüksek artışın kişi başına düşen kaynağı azaltması söylenebilir.

Yeraltı su kaynakları çevresel ve nükleer etkilerden en az kirlenen su kaynağı

olması nedeniyle bir ülkede en az kullanılması gereken kaynaklardır. Rezervleri

tüketmemek ulusal politika olmalıdır.

Page 18: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

2

Son yıllarda, yeraltı suyu kullanımına yönelik yoğun talebin yanı sıra yağışların

azlığı, kaçak sondaj ve tahsis üzeri kullanımlar gibi yasal olmayan kullanımlara bağlı

olarak, yeraltı suyu seviyeleri aşırı düşmektedir. Özellikle sahil aküferleri tuzlu su

girişimi nedeniyle kirlenmektedir. Bu da yeraltı suyunun, nicelik ve nitelik olarak bir

sıkıntıya sürüklenmesine neden olmaktadır [1].

İlerleyen ve gelişen teknolojiyle yakın gelecekte oluşacak su tüketim

alışkanlıklarındaki değişimden ve yukarıda da belirtilen sebeplerden dolayı su

kaynakları üzerinde büyük bir baskı oluşacağını tahmin etmek zor değildir. Bu yüzden

yapılacak olan ileriye dönük projelerle Türkiye’nin gelecek nesillerine sağlıklı ve yeterli

miktarda kaynaklar bırakılması amaçlanmaktadır, suyun önemini bilinerek akılcı bir

şekilde korunmalıdır.

1.2. Sondaj Çalışmalarının Tarihi ve Gelişimi

Sondaj çalışmaları milattan önce 2000’lerde Çin’de su çıkarabilmek amacıyla

başlamıştır. Sondaj malzemeleri bambu kamışlarının birbirine eklenmesiyle

oluşturulmuştur. Bilinen en eski sondaj kuyusu Fransa’da basınçlı bir akiferde açılandır.

Bölgenin ismi Artoisienne’dir ve bu isim daha sonradan artezyen olarak sondaj

sektöründe kullanılan dilde yer edinmiştir. ABD’de 1831’de darbeli sondaj takımı ve

sondaj motoru kullanılarak modern sondajcılığa ilk adım atılmıştır [2].

Su sondajı, derinde olan, su taşıyan jeolojik biçimlendirmelerden en verimli şekilde

yararlanmak amacıyla uygulanır. İhtiyaçlar göz önünde bulundurularak istenilen çapta

matkaplar kullanılarak sondaj işlemine başlanır. Daha sonra istenilen çapta kapalı ve

filtreli borular kuyunun tipine göre indirilir. Borular ile kuyu arası elenmiş çakılla

doldurulur. Kuyu kompresör ile berrak su gelene kadar temizlenir. Kuyu yapımı

bittikten sonra, kuyu ağzı betonu pompa indirilecek şekilde yapılır ve uygulama

tamamlanır.

Sondajda dört ayrı pompa grubu kullanılır; pistonlu pompalar, merkezkaç pompalar,

dalgıç pompalar ve derin kuyu pompalar. Biz bu projede dalgıç pompa kullanmaktayız.

Dalgıç pompa elektrikçe çalışır, yapı olarak pompa ve motor suya batırılarak çalışır.

Kaliteli su sondajı için gerekli şartlar şunlardır;

Doğru coğrafya tespiti

Güçlü bir sondaj makinesi

Deneyimli sondaj ekibi ( mühendis, sondör)

Page 19: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

3

Kuyunun zedelenmeden açılması

Amacına göre doğru malzemesi seçilmesi

Amacına uygun seçilmiş dalgıç pompa ve donanım kullanımı

Kuyu açılma süresi

Kuyunun ömür garantisi

1.3. Basınçlı Suyun Kullanım Alanları

Basınçlı olarak elde edilen sıvıyı,

Yer altı ve yer üstü basınçlı su taşıma sistemlerinde

Tarımsal sulama sistemlerinde

Elektrik ve haberleşme sistemlerinde

Pis su ve atık madde atım sistemlerinde,

Kimyasal ve endüstriyel tesislerde kullanabiliyoruz [3].

Page 20: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

4

2. SU POMPASI OTOMASYONU

Bu projede sistem, PLC yazılımı ile sağlanan elle durdurma başlatma kontakları

sayesinde daha güvenli hale getirilmiştir. Yapılan proje Şekil 1.’de verilmiştir.

Şekil 1. Su pompası otomasyonu projesi.

Bu sistemde öncelikle kuyulardan çekilen suyun gerektiğinde kullanılmak üzere bir

depoda biriktirilmesi ve oradan da istenilen yükseklik veya alana basınç ile birlikte

basılması hedeflenmiştir. Kullanılan pompa ve hidrofor sistemi PLC’nin çıkışı olarak

konumlandırılmıştır. Sağlıklı olarak çalışabilmesi için kuyu ve depo yerine kullanılan 2

adet 30lt’lik plastik su deposunun belirlenen yerlerine sıvı seviye ölçmek için iletken

olan bakır tellerden yararlanılmıştır. İleride anlatılacak olan sıvı seviye göstergeleri

LED’ler ile desteklenmiş hem görsellik artırılmış hem de işlevsellik kazandırılmıştır.

Projenin prototip olarak sunumu esnasında tehlikeli olabilecek kazaları önlemek ve

pratik olmak amacıyla geri besleme ile devir-daim özelliği kazandırılmıştır.

2.1. Besleme Devresi

Sıvı seviye için belirlenmiş olan devre sıvının iletkenliğini kullanmaktadır. Bu

sebeple sıvının içerisine verilecek olan gerilim değerinin bir tehlike oluşturmaması

istenmektedir. PLC’ye bilgi gönderecek olan rölelerin ve transistörlerin sağlıklı

çalışmasını sağlayabilmek ve seviyeye göre LED’lerin yanabilmesini sağlamak

amacıyla gerilimi olarak 5V besleme kullanılmıştır. Bunun yanında kullanılmış

olan PLC’nin kendi besleme gerilimi 24V olarak datasheetinde belirtilmiştir. Gerekli

Page 21: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

5

olan bu iki gerilim piyasada hazır bulunan bataryaların aksine maliyeti düşürmek ve

enerji kazancı açısından birleştirilerek şebekeden doğrultularak yapılmıştır. Şekil 2.’de

gösterilmiştir.

Şekil 2. PLC ve sıvı seviye devresinin beslemesi için yapılan regülasyon devresi.

Yukarıda proteus çizimi ile eklenen devrede şebeke gerilimi olan 220V AC gerilim

önce köprü diyot entegresi ile doğrultulmuştur. Kullanılan kondansatörler filtre görevi

görmüş, entegreler ise gerilimi regüle ederek istenilen seviyeye getirmiştir. Kısaca 24V

ve 5V dc gerilim üreten regülasyon devresi yapılmıştır. Bu regülasyon devresinin

gerçeklenmiş hali Şekil 3.’te verilmiştir. Baskı devrede kullanılan malzemelerin listesi

Çizelge 1.’de belirtilmiştir.

Şekil 3. Regülasyon baskı devresi.

Page 22: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

6

Çizelge 1. PLC ve sıvı seviye devrelerinin besleme devresinde kullanılan malzemeler.

Kullanılan malzemeler Adet

4W 12-0-12 transformatör 1

1,5A köprü diyot entegresi 1

1000 µF 35V kondansatör 1

1µF 63V kondansatör 4

LM7805 pozitif voltaj regülatörü 1

LM7824 pozitif voltaj regülatörü 1

2.2. Sıvı Seviye Ölçümü

2.2.1. Sıvı Seviye Ölçme Yöntemleri

Şamandıra yöntemi ile seviye ölçme

Elektrot yöntemiyle seviye ölçme

Ultrasonik ses dalgalarıyla seviye ölçme

Basınç değişimi ile seviye ölçme [4].

2.2.2. Elektrot yöntemi ile seviye ölçümü

Elektrot yöntemi seviyesi ölçülecek olan sıvının iletkenliğinden faydalanır. En alt

seviye olarak verilen gerilim, sıvının iletkenliği sayesinde sıvı yükseldikçe diğer seviye

üzerinden devresini tamamlayacak elektrotlardan akım akacaktır. Her seviye için

kullanılmış olan transistorların bazı seviyelere bağlı olduğundan iletime geçtiklerinde

kolektörlerinde bulunan LED’ler yanacaktır. Transistor kullanımı seviyeler arasında

gerilim düşümü olmasını da engelleyerek LED’lerin aynı parlaklıkta kalmasını

sağlamıştır. Şekil 4. ve Şekil 5.’te verilen devrelerde proje için kullanılacak olan

deponun sıvı seviye kontrolü için kullanılan devreler verilmiştir. Kullanılan

malzemelerin listesi Çizelge 2.’de gösterilmiştir.

Page 23: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

7

Şekil 4. İkinci deponun sıvı seviye kontrol devresi.

Şekil 5. Birinci deponun sıvı seviye kontrol devresi.

Su pompası otomasyonu projesinde dalgıç pompanın çalışıp çalışmama durumları

sıvının seviyesine göre kullanılan elemanlarla yapılmıştır. Bunun için en üst ve en alt

seviyede bulunan LED’lere paralel olarak sıvı seviye kontrolünün besleme devresi olan

5V ile LED yandığında beslenecek olan röleler kullanılmıştır. Rölelerin besleme uçları

devreye paralel bağlanmış olup NO(normalde açık) uçları ise PLC’ye bağlanarak

enerjilendiğinde kapanması durumunda yapılan yazılıma göre görevini yapacaktır. Şekil

6.’da kullanılan röle verilmiş olup devredeki kullanımı Şekil 4 ve 5’te gösterilmiştir.

Page 24: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

8

Şekil 6. Flourshing 1-2C marka 5V röle ve bacaklarının içyapısı.

Üstte proteus yardımı ile çizilmiş ve testleri yapılmış olan devrelerin baskı devre

yapılmış halleri Şekil 7 ve 8’de verilmiştir. Proteus çiziminde bulunmayıp sonradan

eklenen buzzer, depodaki suyun en üst seviyeye geldiğinde ses çıkararak taşma riskinin

olduğunu vurgulamaktadır.

Şekil 7. İkinci deponun sıvı seviye baskı devresi.

Şekil 8. Birinci deponun sıvı seviye baskı devresi.

Page 25: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

9

Çizelge 2. Sıvı seviye kontrol devresinde iki depo için de kullanılan malzemeler.

Kullanılan malzemeler Adet

NPN Transistor 10

LED (mavi) 10

470 Ω direnç 19

Flourshing 1-2C 5V röle 4

Buzzer 1

2.3. Dalgıç Pompa

Suyun içine giremeyeceği kuvvetli bir yalıtıma sahip, pompa gövdesiyle birleşik

motordan oluşan pompalara dalgıç pompa denir. Boru, esnek boru veya tesisata göre

değişiklik gösterir. Dalgıç pompanın birçok türü vardır. Tek kademeli olanlar drenaj,

genel endüstri ve çamur basmakta kullanılır. Evlerde daha çok akvaryum dalgıçları

kullanılır. Derin sondajlarda ve kuyularda genelde çok kademeli dalgıç pompaları

kullanılır. Kullanılış amaçları genelde su temin etmek, yer altı sularının seviyesini

kontrol etmek, yağmurlama ve sulama sistemlerinde suyun basınçlandırılmasını

sağlamak amacıyla kullanılır. En ideal uygulama alanları küçük çaplı kuyular, derin

kuyular ve tünellerdir. Herhangi bir dış hava basıncına ihtiyaç duymaz ve bakım

gerektirmez. Gürültü çok azdır.

Dalgıç pompa kullanıma alınmadan önce dikkat edilmesi gerekilen hususlar:

Pompaya uygun hortum seçilmelidir.

Pompanın elektrik bağlantısı yapılırken mutlaka hattın toprak hattına bağlanması

gerekir.

Pompa kesinlikle su olmadan çalıştırılamaz.

Pompa çalışıyorken kesinlikle su ve pompaya dokunulamaz ve pompanın

çalışma durumunda su hortumunun zarar görmemesine dikkat edilmesi gerekilir.

Pompa diğer sıvılarda(Asit, zeytinyağı vb.) kullanılmamalıdır.

Pompa düşük voltajlarda çalıştırılamaz [5].

Page 26: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

10

2.3.1. Projede Kullanılan Dalgıç Pompa

Bu projede kullanmış olduğumuz dalgıç pompa Leo marka olup 12V 2,5A değerleri

ile çalışmaktadır. Şekil 9’da gösterildiği gibi dalgıç pompanın suya dayanıklı olan

besleme kabloları ve su çıkışını sağlayacak hortum girişi bulunmaktadır. 2,5A akım

değerinin yapılan testler sonucunda bu proje için hızlı pompanın hızlı çalışmasına sebep

olduğu için bu akım değeri küçültülerek pompaya uygulanmıştır.

Şekil 9. Leo marka dalgıç pompa.

2.3.2. Dalgıç Pompa Besleme ve Kumanda Devresi

Dalgıç pompa kontrolü PLC ile sağlanacağından pompa beslemesi ile pompa arasına

röle konulmuştur. Bu sayede PLC’den dalgıç pompanın çalışması yönünde bilgi

geldiğinde röle bobinleri enerjilenecek, ve NO olan kontaklarını kapatacaktır.

Kontakların kapanması besleme devresinden pompaya akım ulaşmasını sağlayacaktır bu

sayede dalgıç pompa istenilen derecede çalışacaktır. Bu koşulları sağlayan devre düzeni

Şekil 10 ‘da gösterilmiştir. Bu devrenin baskı devresi de Şekil 11’de gösterilmiştir. Bu

devrede kullanılan malzemeler Çizelge 3’te tablo halinde oluşturulmuştur.

Şekil 10. Dalgıç pompa besleme ve kumanda devresi.

Page 27: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

11

Su pompası otomasyonu projesinde su pompası kuyu görevi gören 30lt’lik depoda

kullanılmıştır. Daha önceden anlatıldığı gibi bu depoda iki adet LED ve bunlarla ilişkili

iki adet röle vardır. Deponun boş olması durumunda alt seviyede olan LED sönecektir

söndüğünde akım sağlanamayacağından ilişkili röle kendi kontaklarını açacaktır.

Böylece dalgıç pompa da PLC yazılımı sayesinde deponun boş olduğunu dışarıdan bir

etkiye gerek kalmadan anlamış ve kendisini durdurmuş olacaktır.

Şekil 11. Dalgıç Pompa besleme ve kumanda baskı devresi.

Çizelge 3. Dalgıç pompa besleme devresinde kullanılan malzemeler.

Kullanılan malzemeler Adet

60W ayarlı transformator 1

3A köprü diyot 1

1000 µF 35V kondansatör 1

Flourshing 1-2C 12V röle 1

2.4. Hidrofor

Hidrofor su basıncını artırma sistemlerinde kullanılan elektrik pompalarıdır. Yüksek

basınç yardımı ile suyu hazneden uzak noktaya ulaştırabilirler. Montaj yapılırken

kullanılan boru çapı tesisat çapı ile aynı olmalıdır değiştirilemez. Hidrofor tankları

sistemleri sayesinde hava basıncı yaparak suyun hızlanmasını sağlar. Hidrofor seçimi

kullanılacak olan yer eğer apartmansa kat ve daire sayısına göre yapılmalıdır.

Page 28: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

12

2.4.1. Preferikal Sürtme Fanlı Pompa

Bu projede suyun basıncını artırıp depodan su çekip basması için kullanılan pompa

preferikal sürtme fanlı pompa çeşididir. Şekil 12’de pompa ve plaka değeri

gösterilmiştir.

Orijinal olarak alınan motorda hidromat denilen bir parça bulunmaktaydı. Bu parça,

sistemdeki musluk ya da vana kapanıp açıldığında pompanın otomatik olarak kapanıp

açılmasını sağlamaktaydı. Musluk açık olduğu sürece, basınçlı su sağlayarak pompayı

çalıştırmaktaydı. Projede pompanın otomasyonu için PLC kullanılmakta olduğundan bu

hidromata gerek olmamaktaydı. Bu yüzden bu parça sistemden çıkartılarak preferikal

sürtme fanlı pompa tek başına kullanılmıştır. Monofaze olup 220V AC gerilimle direk

olarak şebekeden enerjisini sağlamaktadır. Ama PLC ile bağlantısı için bu akım ve

gerilim değerlerine uygun olan kontaktör eleman kullanılmıştır.

Preferikal pompalar yüksek basınçlı düşük debili pompalardır. Genellikle makine ve

hidrofor sistemlerinde kullanılırlar. Çark ve sürtünme yüzeylerinde kullanılan malzeme

bronz olduğundan temiz su için kullanıma uygundur. Çark sistemi ile çalıştığından pis

sularda kesinlikle kullanılmamalıdır. Ve susuz da çalıştırılmamalıdır. Küçük tip

bahçelerde, villalarda uzak mesafeli yerlerden su temin etmek için kullanıma uygundur.

Ayrıca endüstriyel sistemlerde de su çevrimini sağlamak için idealdir.

Şekil 12. Preferikal sürtme fanlı pompa.

Page 29: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

13

2.4.2. Pompa Kullanımında Dikkat Edilmesi Gerekenler

Pompa tesisatı yapılırken ve çalıştırılırken dikkat edilmesi gerekenler:

Projeye uygun olan değerlerde bir pompa seçilmelidir.

Emme borusu kısa tutulmalı ve içinde hava bırakılmamalıdır.

Çıkış ve girişler daraltılmamalı, datasheet ölçüleri bozulmamalıdır.

Kullanılacak olan boru ve su pis, çakıllı, kumlu olmamalıdır, bu pompa aksamına

zarar verebilir.

Susuz kesinlikle çalıştırılmamalıdır.

Pompa dönüş yönü pompanın ön yüzeyinde okla belirtilmektedir.

Motor termik korumalıdır. Isınmalarda kendisini durdurup soğumasını bekler.

Enerji kablolarında kırılma, yırtılma olmamalı dikkat edilmelidir.

Pompanın zemine uygunluğu test edilmeli uygun şekilde montelenmelidir.

Çalışır durumdayken kesinlikle su ve pompa ile temas edilmemelidir.

2.5. PLC

Projede kullanılan PLC, Schneider-Electric firmasının ürettiği Twido modelidir.

Twido PLC’ler kompakt ve modüler olarak iki türden oluşmaktadır. Bu projede Şekil

12’te gösterildiği gibi modüler model olan Twido TWDLMDA20DTK kullanılmaktadır

[6]. Şekil 13.’teki PLC 12 giriş 8 çıkışa sahip olan 24V DC beslemeli digital bir

PLC’dir.

Şekil 13. Schneider marka PLC.

Page 30: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

14

2.5.1. Twido Suite Programı

Twido kontrolörler için geliştirilmiş olan yazılım Twido Suite’tir. Bu yazılım ile

sisteme uygun ladder diyagramı ya da list oluşturularak projedeki gerekli otomasyon

sağlanacaktır. Twido, girişleri algılayıp çıkışlara göndererek kontrol programına

dayanan lojiği çözümler.

PLC’nin işlemsel döngüsü üç ayrı bölümde gerçekleşir:

Giriş taraması

Program taraması

Çıkış taraması

Genel olarak PLC programlama dilleri üç tip yapıda bulunur:

Merdiven diyagramı (Ladder diagram, LAD)

Komut listesi (statement list, STL)

Fonksiyon blok diyagramı (function block diagram, FBD)

2.5.2. Adresleme Formatları

Twido kontrol programını oluşturmak için 3 ana dil kullanılmaktadır:

Komut List dili: Sıralı bool komutları şeklinde yazılmış lojik ifadelerdir.

Ladder diyagramları: Ladder diyagramları röle kontrol devrelerini temsil eden lojik

diyagramlar gibidir. Bobinler ve kontaklar gibi grafik elemanlarını temsil ederler.

List/Ladder dönüşümü yapmak oldukça kolaydır

Grafcet: List komutlarının kullanımı destekleyen bir arayüzdür. Herhangi bir kontrol

sistemini adımlara bölerek ara geçişler sağlarlar.

Çizelge 4. Adresleme formatları.

İFADE GRUP TANIMI

% Sembol Yüzde sembolü dahili adresten önce gelen ifadedir.

I Nesne Tipi Girişteki elektriksel durumun lojik şeklidir.

Q Nesne Tipi Çıkıştaki elektriksel durumun lojik şeklidir.

X Kontrolör Pozisyonu Uzak uç kontrolü için gereklidir

Y I/O Tipi I/O Genişletme modülüdür.

Z Kanal Numarası I/O genişletme modülündeki kanal numarasıdır ve bu

modüle bağlıdır.

Page 31: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

15

Çizelge 4.’te verilen tablo ile ilgili örnek bir adresleme formatı vermek gerekilirse:

%I0.5.2 : Ana kontrolör üzerindeki 5 nolu genişletme adresinde I/O bulunan 2 nolu

giriştir.

%Q0.0.6 : Ana kontrolör üzerindeki 6 nolu çıkıştır.

%I1.0.4 : 1 nolu uç adresindeki 4 nolu giriştir.

Ladder Diyagramlarında

Tüm girişler kontak sembolleri ( ) ile gösterilir.

Tüm çıkışlar bobin sembolleri ( ) ile gösterilir.

Ladder satırları, iki çubuk arasına çizilmiş komut setleri olan satırlardan oluşur.

Komut setleri aşağıdaki fonksiyonları temsil eder:

PLC input/output’ları (butonlar, sensörler, röleler, ışıklar,…)

PLC fonksiyonları (zamanlayıcılar, sayıcılar,…)

Lojik işlemler (toplama,bölme, AND, OR,…)

Karşılaştırma operatörleri (X<Y, X=Z, rotate, shift,…)

PLC’deki dahili değişkenler (bit, word,…)

Ladder diyagramı iki bölgeden oluşmaktadır.

Test bölgesi: Aksiyonların gerçekleştirilmesi için test edilen koşullar

bulunmaktadır. 1-10 arası sütundan oluşur. Kontaklar, fonksiyon blokları içerir.

Aksiyon bölgesi: Çıkışı veya test bölgesindeki koşulların test sonuçlarına göre

yapılacak olan sonuçları içerir. 8-11 arası sütundan oluşur. Bobinler ve

operasyon blokları bulunmaktadır.

Projede kullanılan ladder diyagramına ilişkin genel grafik tablosu çizelge 5’te

verilmiştir.

Page 32: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

16

Çizelge 5. Ladder diyagramı grafik tablosu.

Ad Grafik eleman Komut Fonksiyon

Normalde açık

kontak LD Lojik 1 durumunda geçen kontaktır.

Normalde kapalı

kontak LDN

Lojik 0 durumunda iken geçen

kontaktır.

Yatay konnektör

Test ve aksiyon elemanlarını çubuklar

arasına seri bağlar.

Düşey konnektör

Test ve aksiyon elemanlarını çubuklar

arasına paralel bağlar.

Direkt bobin ST Test bölgesi sonuç değerini alır

Set bobini S Test bölgesi sonucu 1 olduğunda, 1’e

setlenir

Reset bobini R Test bölgesi sonucu 1 olduğunda 0’a

setlenir.

Zamanlayıcılar,

sayıcılar,

registerlar vb.

Fonksiyon blokları diğer grafik

elemanlarına bağlanarak kullanılır. Bu

bloklar birbirlerine seri bağlanamazlar.

Karşılaştırma

bloğu İki lojik işlemi karşılaştırarak sonuç

doğruysa çıkışı 1 yapar.

İşlem bloğu Aritmetik ve lojik işlemler için

gereklidir.

Return <RET> RET Ana programa geri dönmek için

yerleştirilir.

Programı durdur <END> END Program bitişidir.

2.5.3. Ladder / List Dönüşümü

Ladder / List dönüşümünü Twido’nun kendi software yazılımında bulunan özellikle

yapmak çok kolaydır. Öncelikle list sırası, oluşturulan bir ladder diyagramına denk

gelen ve aynı lojik ifadeyi gösteren list komutlarıyla oluşturulmuş topluluktur. Aynı

zamanda list komutlarıyla yazılmış bir programda ladder diyagramına da

dönüştürülebilir. Bu dönüşüm şeması Şekil.14’te gösterilmiştir.

Page 33: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

17

Şekil 14. Ladder / List Dönüşümü.

List dili 3 temel yapıdan oluşmaktadır:

Satır numaraları

Komut kodları

Operandlar

Bir list örneğini ele alacak olursak: 0 LD %I1.2 için 0 ifadesi satır numarası, LD

ifadesi komut kodunu, %I1.2 operandı belirtmektedir. Burada satır numaraları bir komut

girildiğinde otomatik olarak gelmektedir.

Komut kodları, gerçekleştirilecek işlemi tanımlayan semboldür. LD ifadesi LOAD

komutunu ifade eder.

Temelde iki tip kod vardır:

Test komutları: Bir olayı gerçekleştirmek için gerekli koşulları sağlar. Örneğin

LOAD(LD) ve AND.

Aksiyon komutları: Kurulum sonuçlarına göre olayı gerçekleştirirler. Örneğin

STORE(ST) ve RESET(R) gibi

Operandlar, adres veya sembollerdir. %I0.2 operandı, girişe kaydedilmiş bir adrestir.

Operandlar bir sensörü, butonu, röleyi, zamanlayıcı, sayıcıyı, aritmetik ve lojik

işlemleri, bit ve wordleri temsil edebilir. Projede kullanılan list komutlarına ilişkin genel

grafik tablosu Çizelge 6’da verilmiştir.

Page 34: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

18

Çizelge 6. List komutlarına ilişkin sembol tablosu.

Sembol Eşdeğer Ladder elemanı Fonksiyon

LD

Operandın statusü ile aynıdır.

LDN

Operandın değili ile aynıdır.

AND

Bir önceki komutun sonucu ile operandın durumu arasındaki AND lojiğe eşittir.

OR

Bir önceki komutun sonucu ile operandın durumu arasındaki OR lojiğe eşittir.

AND(

Lojik AND

OR(

Lojik OR

ST Test bölgesi sonuç değerini alır.

S Test bölgesi sonucu 1 olduğunda 1’e setlenir.

RET Test bölgesi sonucu 0 olduğunda 0’a setlenir.

END Program sonudur.

2.5.4. Zamanlayıcılar (Timer) Bloğu

Kontrolör bulunan sistemlerin programlamasında sıklıkla karşımıza çıkan timer

blokları genellikle sistemin 2 komut arasındaki bekleme süresini ayarlamaktadır. Twido

PLC’lerde 3 tip timer fonksiyonu bulunmaktadır [6]. Bunlar:

TON ( Timer On-Delay ) : On Gecikmeli gerçekleşecek durumların kontrolünde

kullanılmaktadır. Şekil 15’te TON diyagramı gösterilmiştir.

Şekil 15. TON diyagramı.

Page 35: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

19

TOF ( Timer Off-Delay ) : Off gecikmeli gerçekleşecek durumların kontrolünde

kullanılır. Şekil 16’da TOF diyagramı gösterilmiştir.

Şekil 16. TOFF diyagramı.

TP ( Timer-Pulse ) : Belirli süresi olan bir darbe oluşturmak için kullanılır. Şekil

17’de TP diyagramı gösterilmiştir.

Şekil 17. TP diyagramı.

2.5.5. Çalışmada kullanılan PLC programı

Su pompası otomasyonu projesi için PLC’ye yüklenen program Şekil 18’de

gösterilmiştir. Bu programın yazılması için önceden de belirtildiği gibi Twido Suite

programı kullanılmıştır.

Şekil 18. Projede kullanılan merdiven diyagramı.

Page 36: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

20

Şekil 18’deki bu merdiven diyagramının çalışmasından bahsedecek olursak,

Start olarak kullanılan I/O türü bir buton yardımıyla sistem enerjilenir.

1 numaralı LD için kuyudaki suyun üst seviyede olduğu bilgisi PLC tarafından

algılandığında: KUYU_UST sensörü açık kontaklarını kapatarak TON timerını aktif

edecektir. Bilindiği üzere TON timer’ı enerjilendiği an saymaya başlar ve süre sonunda

iletime geçer. Bu sebepten sistem 5 saniye hiç çalışmayacak ve süre sonunda D_P

olarak ifade edilen dalgıç pompayı çalışmaya başlayacaktır. Dalgıç pompa çalıştığı

andan itibaren su seviyesinin azalmaya başlamıştır. Bu durumda KUYU_UST tekrar

kapatmış olduğu kontağını açma durumu bilindiğinden, D_P ile mühürlemesi

yapılmıştır. Dalgıç pompanın durması için depoya pompalanan suyun seviyesi en üst

noktaya ulaşması gerekir. DEPO_UST olarak bilinen bu sensör normalde kapalı

kontağını açarak TON timerını enerjisiz bırakacaktır. Dolayısıyla dalgıç pompa direkt

olarak durur.

2 numaralı LD için deponun su ile dolduğu bilgisi DEPO_UST sensörünün açık

kontağını kapatarak TON’u etkinleştirecektir. Sistem 5 saniye yine hiç çalışmayacak

buzzer’ın ses çıkarması sağlanacaktır. 5 saniye sonunda TON iletime geçerek HDFR

olarak ifade edilen kuyunun geri beslemesini sağlayan hidroforu çalıştıracaktır. Hidrofor

çalıştığı andan itibaren su seviyesi azalmaya başlamıştır. Bu durumda DEPO_UST

tekrar kapatmış olduğu kontağını açma durumu bilindiğinden HDFR ile mühürlemesi

yapılmıştır. Hidroforun durması için kuyuya tahliye edilen suyun en üst seviyeye yani

ilk baştaki durum gibi olması gerekir. Bu bilgi KUYU_UST sensörü ile sağlandığında

normalde kapalı kontağını açarak hidroforu durduracaktır.

Böylelikle sistem tekrar başa dönmüş olur ve dalgıç pompa tekrar çalışır. Herhangi

bir olağanüstü durum için on-off türü buton O konumuna getirilerek sistemin enerjisi

kesilecektir.

Merdiven diyagramında kullanılmış olan giriş ve çıkışların isimleri ve

numaralandırmaları Çizelge 7’de belirtilmiştir.

Page 37: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

21

Çizelge 7. PLC girişler / çıkışlar.

Girişler %I0.0 START I/O türü buton %I0.2 KUYU_UST Birinci deponun üst seviyesindeki röle kontakları %I0.4 DEPO_UST İkinci deponun üst seviyesindeki röle kontakları Çıkışlar %Q0.1 HDFR Hidrofor %Q0.2 D_P Dalgıç pompa

Yapılan merdiven diyagramının Ladder / List dönüşümü yapılarak hazırlanan kodlar

tablosu ise Çizelge 8’de oluşturulmuştur.

Çizelge 8. Projenin List Komutları.

0 BLK BUZZER 1 LD START 2 AND( KUYU_UST 3 OR D_P 4 ) 5 ANDN DEPO_UST 6 IN 7 OUT_BLK 8 LD Q 9 ST D_P 10 END_BLK 11 BLK BUZZER 12 LD START 13 AND( DEPO_UST 14 OR HDFR 15 ) 16 ANDN KUYU_UST 17 IN 18 OUT_BLK 19 LD Q 20 ST HDFR 21 END_BLK

Page 38: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

22

3. SONUÇLAR

Yer altı kaynaklarının daha tedbirli olarak kullanılması ve bilincin oluşturulması

sebebi ile oluşturulan bu projede az su ile yüksek basınçlı su elde edilmiştir. Projede

sistem çıkışında kullanılacak olan suyun eldesi aşamasında da bundan farklı olarak

aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir.

Kuyudan çekilecek olan suyun seviyesinin belirlenmesi ve can suyunun

tehlikeye atılmasının engellemesi

Yer altı kaynağından çekilen suyun depolanması

Depodaki suyun seviye bilgisi

Sistemde PLC kullanıldığından tam otomatik kullanım imkânı

Depolanan suyun önceden belirlenmiş basınçta elde edilmesi

Ancak tüm bunların elde edilmesi için kullanılan sistemin hem tasarımı hem de

gerçeklenmesi sırasında birçok sorun ile karşılaştık. Tasarlanan proje büyük alanlar

gerektirdiğinden prototipinin yapılmasında zorlandık.

Hidrofor olduğu yerden yüksek seviyelere yüksek basınçta su üretmek amacıyla

üretilmiştir. Fakat projede kullandığımız plastik su deposu için bu basınç büyük

geldiğinden bazı kısımları tarafımızdan ayrılmış, basıncı azaltılmıştır. Ayrıca dalgıç

pompanın çektiği su, pompa durduktan sonra geri basma yapması yüzünden PLC’de

sensör olarak kullanılan sıvı seviye kontrolünün çalışmasında sorun yaşadık. Bu yüzden

de tasarımında düşünülen bazı PLC aşamalarını değiştirmek zorunda kaldık. Şekil 19’da

tüm projenin bitmiş hali verilmiştir.

Şekil 19. Projenin son hali

Page 39: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

23

4. DEĞERLENDİRME

İnsanların ve doğanın en temel ihtiyacı olan suyun gelişen teknoloji ve değişen

yaşam şartları ile birlikte ihmalkâr kullanımı sonucunda ileriki yaşamda daha büyük

sorunlar ortaya çıkması tahmin edilmesi çok da zor olmayan bir bulgudur. Yer altı

kaynaklarının daha tedbirli olarak kullanılması ve bilincin oluşturulması sebebi ile

oluşturulan bu projede az su ile yüksek basınçlı su elde edilmiştir.

Bunu yapabilmek için PLC kullanılmıştır. Ancak PLC’nin kullanım şartlarının rahat

olmasına karşın maliyetinin yüksek olması birçok proje için sorun oluşturacaktır. Bu

yüzden de mikroişlemciler ve mikrokontrolörler yardımı ile daha az maliyet ortaya

çıkacaktır.

Kumanda ve kontrol içeren sistemler diğerlerine göre az insan hatası içerdiğinden

dolayı günümüzde sıkça tercih edilmektedir. PLC kullanımının yanında gelişen

teknolojilerden olan SCADA’nın da kullanılması uzaktan erişime olanak sağlayacaktır.

Bu sayede kurulan sistemin mekaniksel ve elektriksel hatalarının çözümü sürecinde

kolaylık sağlanacaktır.

Page 40: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

24

KAYNAKLAR

[1]. Jeoloji Müh. B. Çongar, “Türkiye’nin Yer altı Suyu Kaynakları ve Su Politikaları”

[2]. H. Yazıcığıl, “Yer altı Suyu Gözlem Kuyularının Sondajı Ve Taşınımı”,

ODTÜ, 1997

[3]. TÜSİAD, “Türkiye’de Su Yönetimi Sorunlar ve Öneriler”, Eylül, 2008

[4]. İ. Katıcıoğlu, C. Sefer, “Sıvı Tanklarda Seviye Kontrol Sistemi”, İTÜ

[5]. E. Korkmaz, M. Gölcü, C. Kurbanoğlu, “Dalgıç Pompa Performans Testlerinde Kulanılan Teknolojiler”, Karabük, LATS’09

[6]. Twido Programlanabilir Kontrolörler Yazılım Referans Kılavuzu

Page 41: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

25

EKLER

EK 1. Çalışma Takvimi

Projenin tasarımından bitimine kadar geçen süre bir çalışma takvimi ile ifade

edilmeye çalışılmıştır. Bu da Çizelge 9’da gösterilmiştir.

Çizelge 9. Projenin Çalışma Takvimi.

TARİH 11-28 Şubat

4-15 Mart

18 Mart – 5 Nisan

8–19 Nisan

22 Nisan-3 Mayıs

6-17 Mayıs

20-24 Mayıs YAPILAN İŞ

Malzemelerin Belirlenmesi X X

Malzeme Temini X X X

Devrelerin Oluşturulması X X X X

PLC Programlanması X

Montajın Yapılması X X

Ölçümler ve Testler X X

Tez’in Hazırlanması X X X

Teslim X

Page 42: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

26

EK 2. Standartlar ve Kısıtlar Formu

1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.

Büyük boyutlarda olması düşünülen projenin bir prototipi yapılmıştır. Bu yüzden

boyutlar oldukça küçültülmüştür.

2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?

Hayır, formüle edilecek bir sistem değildir.

3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?

Özel Elektrik Makineleri, PLC ve Güç Elektroniği Devreleri derslerindeki bilgilerinden

faydalanılarak proje yapılmıştır.

4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?

Kısa zaman ve az bütçe ile en optimum verim elde etmeyi amaçlayarak projeyi

oluşturulmuştur.

5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?

a) Ekonomi

Projenin maliyeti en büyük kısmı ayrıca tüm kontrolü sağlayan parça olması ile

PLC’dir. Bunun yanında kullanılan hidrofor da oldukça yüksek maliyetlidir. Geri kalan

besleme ve seviye devreleri piyasada kolayca temin edilebilir elemanlardan

oluşmaktadır.

b) Çevre sorunları:

projede kullanılan malzemelerin hiç biri çevreye zararlı değildir. Aksine yapılan proje

çevreye katkısı olması ve yer altı kaynaklarının dikkatlice kullanılması amacı ile

oluşturulmuştur.

c) Sürdürülebilirlik:

Yapılan çalışma büyük bir projenin küçük bir sunumu olduğundan tanınması ve

yaygınlaşması açısından önemlidir.

Page 43: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

27

d) Üretilebilirlik:

Denetim ve sürdürülebilirlik açısından oldukça uygun olan bu proje hem kontrol hem

üretim yapabilmesi yönüyle oldukça mantıklı bir tercihtir. PLC yerine mikroişlemciler

kullanılarak daha az maliyetle yapılabilirliği artırılabilir.

e) Etik:

Daha önce proje bazında düşünülmüş olan ancak tarafımızdan yeniden tasarlanıp

gerçekleştirilmiş bir proje olması sebebiyle oldukça önemlidir.

f) Sağlık:

Proje çevreye katkı amacıyla tasarlanmıştır. Çevreye ve sağlığa her hangi bir zararı

yoktur.

g) Güvenlik:

Şebeke gerilimi küçültülerek doğrultulmuş olup tüm sistem boyunca düşük akım ve

gerilim kullandığından bir tehlike oluşturmamaktadır. Ancak görüleceği üzere sıvı

içeren bir proje olduğundan dikkat edilmesi gerekmektedir.

h) Sosyal ve politik sorunlar:

Çok kısa bir zamanda tasarlanıp yapılması sebebi ile aksaklıklar ve kısıtlamalar

yaşanmıştır.

Projenin Adı SU POMPASI OTOMASYONU

Projedeki Öğrencilerin Adları

Bahar KURTOĞLU

Serdar BAŞÜN

Alper BENDER

Tarih 24.05.2013

Page 44: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

28

EK 3. Sistemin Maliyet Hesabı

Sistemin maliyeti Çizelge 10’da görülmektedir. Burada PLC, Hidrofor ve Dalgıç

Pompa dekanlık yardımı ile alınmıştır. Diğer malzemeler ise tarafımızdan

karşılanmıştır.

Çizelge 10. Sistemin maliyet çizelgesi.

KULLANILAN MALZEMELER ADET BİRİM

FİYAT (TL) TUTAR (TL)

PLC 1 255 255

Hidrofor 1 30 30

Dalgıç Pompa 1 220 220

30lt plastik su deposu 2 15 30

470 Ω Direnç 19 0.01 0.19

1 µF 63V Kondansatör 4 0.04 0.16

1000 µF 35V Kondansatör 3 0.41 1.23

Flourshing 1-2C 5V röle 1 1.50 1.50

Flourshing 1-2C 24V röle 1 1.63 1.63

Schneider röle 1 6.20 6.20

Schneider röle soketi 1 8.50 8.50

4W 2*12 Transformatör 1 8.85 8.85

60W Ayarlı Transformatör 1 32.90 32.90

NPN transistör 10 0.13 1.3

LED (mavi) 10 0.28 2.8

1,5A Köprü doğrultucu 1 0.26 0..26

3A Köprü doğrultucu 1 0.76 0.76

LM7805 pozitif voltaj regülatörü 1 0.48 0.48

LM7824 pozitif voltaj regülatörü 1 0.63 1.63

Buzzer 1 0.65 0.65

0n-Off anahtar 1 0.87 0.87

Bakır plaket (20*20) 4 3.92 15.68

Hortum 3 8 24

TOPLAM 644.59

Page 45: LİSANS BİTİRME PROJESİ SU POMPASI OTOMASYONUeee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler_archive/04_2012-2013... · Sistemin Maliyet Hesabı 28 Özgeçmiş 29 . ix ÖZET İnsanların

29

ÖZGEÇMİŞ

Bahar KURTOĞLU

1991 yılında İzmir’de doğmuştur. İlk ve orta öğrenim hayatını Giresun, Ankara ve

Trabzon’da geçirmiş son olarak İskenderpaşa İlköğretim Okulunda tamamlamıştır.

Liseyi Trabzon Anadolu Lisesinde okumuş ve 2009 yılında mezun olmuştur. 2009

yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik- Elektronik Bölümünü kazanmış 2011

yılında Elektrik ve Kontrol dalını seçmiştir. Halen bu bölümde öğretim hayatına devam

etmektedir.

Serdar BAŞÜN

1990 yılında Denizli’de doğdu. Özel Servergazi Lisesinde Fen Bilimleri bölümünden

2008 yılında mezun oldu. 2009 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-

Elektronik Mühendisliği Bölümünü kazandı. Elektrik ve Kontrol Bölümünü seçti ve

şuanda halen öğrenim hayatına devam etmektedir.

Alper BENDER

1991 yılında Ankara’da doğdu. İlköğrenimini Sarar İlköğretim Okulunda bitirdi.

Ankara Anadolu Lisesinde okuyarak 2009 yılında mezun oldu. Aynı yıl Karadeniz

Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünü kazandı. Halen bu

bölümde öğrenimine devam etmektedir.