flletmeye Almada Bir Araç: Bina Otomasyon Sistemi

Transkript

1 flletmeye Almada Br Araç: Bna Otmasyn Sstem Selçuk Ercan; Elektrnk ühends ÖZET Bnalardak mekank sstemlern ve kntrllernn gttkçe artan karmafl kl mühendslern flmdye kadar karfl laflt en büyük zrluklardan brdr. Geleneksel flletmeye alma teknkler uygun malyetl enerj etkn çözümler sunmaktan çk uzakt r. Günlük hayat m zla lglenmek zrunda ldu umuz pek çk de flk fl gb blgsayarlar bna flletmeye almada en uygun f rsatlar yaratmaktad r. E lm verler ve raprlama yetenekler bna çndek sank yüzlerce göze, tmatk br reçete gb kmut alablme yetene se aktf testler s ras nda bze yard m eden yüzlerce el gb davranablmektedr. flte, bu yaz da amaç, bna flletmeye almas nda Bna Otmasyn Sstemnn nas l kullan laca yla lgl deneymlernz paylaflmaktad r. A Tl n Cmmssnng: Buldng Autmatn System ABSTRACT The ncreasng cmplexty n the mechancal systems n buldngs and ther cntrls ffers the bggest challenge t engneers they have ever seen. cnventnal cmmssnng technques are t far away frm fferng cst effectve energy effcent slutns. Just lke n every ther task we have t deal wth n ur daly lfe, cmputers create bggest pprtuntes fr buldng cmmssnng. Trendng and reprtng capabltes ffer us hundreds f eyes n the system peratns, batch prgrams ffer hundreds f hands n actve testng f buldngs systems. Here, n ths artcle, the am s shrtly t share the eexperence f hw t utlze buldng autmatn systems n buldng cmmssnng. Tüm bunun neden se, sstemlerde testlern sstematk br bçmde gerçeklefltrlmemesdr. Genelde test fllemler ekran bafl nda, Tamam vana aç ld, pmpa çal flt, ayar de er yakaland.. vb sözlerle tamamlanmakta ve detaylara hç nlmemektedr. Oysa stenen verml n ve knfrun yakalanmas detaylarda gzldr. Bazen frmalar detaylara nmeden nmfl gb göstererek, dnamk göstercde ya da excelde çzlmfl 1.. grafk sunablrler. Fakat, br grafkte hang de flkenler, nye, ne kadar süreyle, örnekleme zaman, de erlern skalas vb. özellkler sstemle lgl yeterl blgy vermekten uzaksa hç br anlam tafl maz. erlern uygun bçmde tplanmas ve klay anlafl lablr br bçmde sunulmas snucunda, pek çk hata klayca aç a ç kablr ve sstemlerde gereken düzeltmeler yap lablr. Hatan n de flk kaynaklar lablr. Planlama, tasar m, chaz seçm, mntaj, kas tl, flletme, ylefltrme çabalar, chaz karakterst nn bzulmas gb pek çk de flk nedene ba l larak de flk hata tpler luflmas na ra men, tmatk kntrl %0 gb br randa en büyük hata kayna d r. Burada en öneml srun hatalar n nas l tespt edleblece dr. Genelde Türkye de hata tesbt ya gözle sahada çk aç k seçk görülen hatalar ya da faturalarda ya da müflter flkayetlerndek art flla tesbt edlmektedr. Ttank n kaptan da buz da n n üstünü görmüfltü ama, gemnn batmas na buz da n n alt neden lmufltu.. Hatalar n Tespt s tma-havaland rma sstemlernde hatan n tespt ve teflhsnde bna tmasyn sstem tüm bu aksakl klar n hepsn kald rmaktad r. Hatalar bnada yaflayanlardan daha önce, cdd malyet kay plar na neden lmadan ve chazlar n z zamanl zamans z çökmeden tespt etme flans na sahp lman z Bna Otmasyn Sstemnn yetenekler sa layablr. Öncelkle enerj yönetm aç s ndan hatan n ne ldu unu belrleyelm. E er br bna sstem, beklenen vermll nden uzakta çal fl yrsa br hatan n varl ndan flüphelenmek gerekmektedr. Ölçülmüş grd 1 Şekl1. Sstem mdellemes del Sstem Hesaplanmış Ölçülmüş çıkış Karşılaştırma ve hata bulma fekl 1 de ldu u gb e er sstem, mdel ded mz tasar m de erlernn k sm yüklerdek davran fl ndan uzakta davran yrsa sstemde br hata var demektr. Örne n grfl hava s cakl, d fl hava s cakl ve çerdek nsan say s (ölçülmüfl grdler) blnrken rtam s cakl n n (hesaplanm fl ç k fl) bell br de erde lmas gerekt blnyrsa, ama rtam s cakl (ölçülmüfl ç k fl) bu de erden farkl se br hatan n varl tespt edlmfl demektr. 1.Grfl Br bnadak mekank tessat, nsanlar n vermll n art rmas n n yan s ra, br bna da en çk enerj harcayan chazlar çnde bar nd rd çn, enerj yönetm aç s ndan büyük önem tafl maktad r. Bunun temel neden s tma-havaland rma sstemlernn ldukça karmafl k lan yap s d r. Genellkle stenen kflullardan çk uzak br bçmde, y llarca çal flmas na ra men, aksakl klar fark edlememektedr. Snuç larak, cdd enerj kay plar, knfr flkayetler, k sa chaz ömürler ve çk s k servs stekler gerçekleflmesne ra men, zamanla al fl lan bu hatalarla brlkte sstem çal flt r lmaya devam edlmektedr. Ta sıtma Bataryası Grş Hava Sıcaklığı Tp *% Tw Tp1 Şekl. Br ısıtma sstemnde kntrl şeması. Fan tr ve 3-Yllu ana Tb Sıcak Su T,f Kanal Sıcaklığı PD1 Denetleyc Tad Tas Ayar Değer Sıcaklık Sensörü

2 T a = T a + (T w -T a )*K 1 (1) Bu frmül le bataryadan ç kan hava s cakl n n, bataryaya gren hava s cakl yla, bataryaya gren hava s cakl ve gren su s cakl aras ndak fark n br K 1 katsay s le çarp m n n tplam na eflt ldu u varsay lmaktad r. K 1 katsay s vanan n aç kl le belrleneblen br katsay d r ve vanan n d rusal, d rusal lmayan yada üstel karakterstkl lmas na göre de flen de erler al r. T a s cakl n ölçen br sensörümüz yktur. Bu durumda T af = T a +1 C (fan kap fl s cakl ) varsayablrz. Ayr ca kanalda kay p lmad n varsayarak T ad = T af yaz lablr. Bu durumda e er sensörün ölçtü ü T as de er, vanan n bell br pzsynunda hesaplanan T ad de ernden bell br randan daha fazla se br aksakl k var demektr. Buradak bell br ran sensör ve mdelden kaynaklanan belrszlk hatalar d r. Örnekte verlen frmül çk bastlefltrlmfl br yaklafl md r ve gerçek mdel d al larak daha karmafl kt r. Daha gelflmfl mdellerle (durum denklemler gb) mdelden gelen belrszlk hatalar azalt lablr, ama daha kaltel matematksel mdel daha büyük malyet demektr. Sensör hatalar ndan kaynaklanan belrszl azaltmak çn se yeterl kaltede, kabllama yüzünden luflablecek kay plar ve hatalar en aza ndrlmfl, uygun yerlere yerlefltrlmfl ve kalbrasynu yap lm fl lmal d r. Buraya kadar herfley aç kt r. Ekrana bak - yrsak ve yeter kadar y unlaflm fl sek bu hatay hemen yakalayablrz. Ya böyle lglenmemz gereken pek çk say da chaz ve resm varsa?!.. Ya sadece günün bell zamanlar nda ya da bell kflullarda lufluyrsa?.. Ya gözümüzün yakalayamayaca kadar k sa br zaman çnde luyrsa?.. Bu tür hatalar sadece ekrana bakarak yakalayam yaca m z aç kt r. flte burada Bna Otmasyn Sstemnn çk öneml br fllev devreye grmektedr. Kay t tutma :00 1:1 :4 3:36 4:48 6:00 7:1 8:4 9: :00 1:1 :4 3:36 4:48 6:00 7:1 8:4 9:36 DEĞER O 4 A L n \. 4 fekl 3. Kay t örnekler 3. Kay t Tutma Kay t tutma rastgele tüm de erler her saat bafl kay t et bçmnde gerçeklefltrlrse hç br anlam fade etmeyecektr. Hang grfl/ç k fl nktalar n n nas l ve hang s kl kta kay t edlece büyük önem tafl maktad r. Ayr ca kay t say s kullan lan dnan m n yetenekleryle de s n rl d r. Saha denetleyclernn bellek kapastes ve sstemn letflm h z bu tür kay tlarda büyük önem tafl maktad r. Anahtarlama(DO) ve durum(d) gb nktalarda bell aral klarla kay t n pek anlam yktur. Bu nktalar de er de fltrld nde kay t edlmeldr. Örne n fan durdu br kay t, fan çal flt br kay t gb. Ölçüm(A), say c (Darbe) ve knumlad rma (AO) gb analg nktalar se bell aral klarla kay t etmek gerekmektedr. er örnekleme tpler se, 1. Çk h zl ver kay tlar (1 Dakka ya da alt ). H zl ver kay tlar (- Dakka) 3. Orta s kl kta (1-30 Dakka) 4. Yavafl ver kay tlar (1 saat ya da üstü) \ t, 8 4 * T 6 4 0:00 1:1 :4 3:36 4:48 6:00 7:1 8:4 9:36 ZAAN er kay tlar nda örnekleme s kl n n önem afla dak örneklerden klayca anlafl lablr. Örnekleme frekans üst k grafk ldu u gb düflük lursa gerçek ttreflm frekans ve gerçek grafk yakalanamamaktad r. Oysa en alttak grafk çk daha net br bçmde tüm graf göstermektedr. Örnekleme s k n n prsese uygun seçlmesnn önem bu grafklerden anlafl lablmektedr. Çk s k örnekleme sstem kaynaklar n tüketr, az örnekleme se yan lt c blg verr. Kay tlar n hang kflullarda gerçeklefltrlece de önem tafl maktad r. Örne n aktf testlerde çk h zl kay tlar (dakkada br ve daha s k) kullan l rken, pasf testlerde dakkadan bafllay p br saate kadar süren d er kay tlar kullan l r. f

3 % 4. Testler Testler aktf testler ve pasf testler larak kye ayr lablr. Aktf testler malyet en yüksek testlerdr. Genellkle vana, damper, fan gb elemanlar ya da ayar de erlern bell de erlere getrerek sstemn davran fl ncelenr. Sstemlerden k sa süreler çn, 1-8 saat aras kay t al - n r ve de erlendrlr. Özellkle bas nç ve deb kntrllernn ayarlanmas nda ve tmatk kntrl çevrmlar ayar nda (PD) kullan l r. Aktf testlerde, yap lacak testlern br prsedüre ba lanmas gerekmektedr. Rastgele vanay aç, pmpay kapa gb gerçeklefltrlmez. Bnan n bfl lmas büyük rahatl k sa lar. En büyük aksakl se klm kflullar ve yük gb test kflullar n n uygun bçmde gerçeklefltrlememesdr. Pasf Testler, ssteme hç br müdahale yap lmadan kay tlar n n al nmas n çerr. Gözleme (ntrng) larak da adland r l r. er y llarca tplanablr. Br y ll k br kay tta hemen hemen tüm test kflullar kendl nden luflur. En öneml zrluk çk say da vernn sunumu ve raprlanmas d r. Durum fekl 4. Klma santral grubu örne Yukardak klma santral m 3 /saatlk çft besleme ve dönüfl fanlar ndan luflan çk büyük klma santrallerdr. fekl. Havan n katlara da l m ım f\ zım [n* 07 «v < < Kmut W*1 <=3 ]\ «J «trar >s _JQ1 A Blk.N OlOPb L» J 11P«v> 13 C ra t>< ne C- r CT t ««f> fâte «=> 7 tenısı- ısuc 7la 4ePW CD- EL4C ÎT :.c = NH /» İZİ H UHPe* 74.1 C 0Fa W.7C E û A: û PTOP-s T Br«NHE [Wc t İ134C 88 L Durum AH L SWPB C=> 11SF% * p* [jcj&bc Genel hava dlaşımı. s 9 A. 8. Kat H e» 7. Kat - P» 6. Kat t», Kat d A p* 4. Kat < C- & 4fc 3. Kat 1 -<j ' * -.-. Kat SlPa T, Kat 1 {ğy* 6WPb 1W <»Jp-J P> 1Û4P«A Kmut; => «ua ı. Pasf testlern uygun bçmde raprlanmas ldukça zrdur. Yetersz say dak detektör mlynlarca ver üreteblr. Grafk halne dönüfltü ü zaman ble yüzlerce grafk luflablr. Bu yüzden hang nktalar n hang graf e knulaca ve grafk tpnn ne laca önem tafl maktad r. Örne n, fekl 4 dek gb br sstem düflünelm. Bu klma santrallernden k tanes (resmde sadece fanlar gözüküyr), 46 adet A y besleyecek fleklde tasarlanm flt r. Aradak kat geçfl damperler se klma santrallernden br tanesnn ar zal ya da yetersz durumda kalmas durumunda, d er klma santrallernn A lar n n besleyecek bçmde tasarlanm flt r. Bu durumda yeter kadar s kl kta kay t almadan deb ve bas nç srunlar çözülemeyeblr. Tüm bu grafkler dakka s k l kla kay t al narak üretlmfltr. Sadece AHU-01 n de l tüm chazlar n dakka s kl kla kay tlar al narak brbrlern nas l etkledkler araflt r lm flt r. Sadece 7 gün çn bu kay tlar raprlanmas na ra men, sstem hala kay t almaya devam etmektedr. Gerekt zaman bu kay tlar tekrar nceleneblr. Özet larak, bu prjede, Bu prjede, * Termnal üntesnn, damper, s tma ve s utma vanalar, yenden s tma vanalar n n aç kl klar, deb ve da s cakl klar her saat kay t edlmektedr. * 38 adet sstem nktas se her dakkada br kay t edlmektedr. * Bu kay t tmatk larak s k flt r lmakta ve saklanmaktad r. *Bu kay t y llarca devam edecektr. Böylece geçmfl y llarla lan karfl laflt rma fllemnn yap lmas mümkün lmaktad r. fekl 6 dak grafkler nceleyelm. Bunlar 7 gün test larak adland r lan ve klma santral, s utma gurubu, kazan, pmpa vb tüm sstemdek büyük chazlar n fzksel de erlernn ayn anda er dakkada br al nan kay tlardan luflmaktad r. S cakl k graf nde tüm lflkl s cakl k kay tlar görsel hale çevrlmfltr. D fl hava s cakl, kar fl m s cakl, besleme s cakl, dönüfl s cakl, s utma bataryas besleme ve dönüfl s cakl klar gb.. Daha snra tplanan bu kay tlar, y ll k grafkler halne çevrlerek br chaz n y ll k çal flmas de erlendrlerek en uygun çal flma stratejler belrlenr.

4 AHU -01 Sıcaklıklar/günlük 04/08/003 Pazartes 30 - / u S3 0 / CS u c 1 H rı 00ı a 03ı ı 00 1«00 OuTemOu+sde Ahu-0lClRe1Tem Hhu-01Cl$upTem Ahu-01HxTem Ahu-0 lsupten Sğutma grubu sıcaklığı/günlük 04/08/003 Pazartes ı u ut A / - / l 3 13 t et c_> 1 C/0 s' CUT K 00:00 03:00 B6: 00 09:00 1:00 1:00 18:00 1:00 00:00 OutTenOutsde Ch-01SupTen Ch PretTen Ch PsupTem Ch-0SupTem Ch-03SupTem Ch SsupTem Ch-04SupTem Güç/günlük 04/08/003 Pazartes 00 T T T f m v, 400 jı 300 _.* y l rt / A fll n 'Ak r r1 :/ - t İl ' ı A f l ıl r A WW -0 00: 00 03: 00 06: 00 09:00 1:00 13:00 18:00 1: O0 00:00 El k db- 1GenAct El k Udf-SGenAct E1kTr- 1 ActPu ElkTr-ActPw Ch-01ChlLd Ch-0Ch1Ld Ch-03ChlLd Şekl 6. Örnek klma sstemnden alınan kayıtlar Ch-04Ch1Ld Ch-0ChlLd Ch-06ChlLd Elkdb-3bGenAc-t

5 . Snuç Tplanan kay tlardan de flk raprlarda üretleblr. Bu tür raprlama çal flmalar snucunda; a) Bnalar çn, * klm kflullar n n tüketm üzerne etks, * Benzer bnalardan daha fazla tüketm, * Elektrk tarfelerne uygun flletememe, * Yük yönetm le lgl yanl fl uygulamalar, * Gereksz gece çal flmalar ve afl r yüklenmeler. b) S utma kuleler çn, * Krlenme yüzünden verm kay plar, * Afl r deb, * Az mktarda hücre çal flmas, * Kuley terkeden dymufl havan n tekrar kullan lmas, * Küçük seçm yüzünden çk enerj tüketme, * S cakl k kntrl hatalar, kndenser pmpalar yla lflkl çal flmama, uygun zamanlarda çal flmama. c) S utma gruplar çn, * Üretcnn belrled verml aral klardan uzak çal flma, * flletme ayarlar üzerndek de flklkler S 1 <!) f Sğutma Grubu Sğutma Grubu f İ Sğutma Grubu 3 İ k sm yükte çal flma ve vermllk art rmayla lgl uygulamalar, * Tüp krlenmes ve s utucu gaz ekslmes gb nedenlerle luflan verm kay plar, * K sm ve tam yüktek vermllk ve uygun byutlarda seçlmeme hatalar. d) Klma santraller çn, * Gevflek kay fllar, * Fan gücünde düflüfl, * PD çevrmlernde hata, * Ayar de er hatalar, * Çal flma mant hatalar, * nverterlerde rampa hatalar, * Eknmzör hatalar, * Uygun çal flt ma ve durdurma hatalar, * Ortam ve kanal statc bas nçlar ndak hatalar, * Büyük vana kay plar, * Yanl fl tak lan vanalar, * Damper hatalar, * Detektör hatalar, * Zamanlama hatalar, * Yanl fl seçlmfl malzeme, gb daha burada lstelenmeyen yüzlerce hata analz edlp bulunablr. Kw n 141 Us :? l s ı , 0 y H Gün Şekl 6. Yıllık harta Grafk Örnekler (3 değşk sğutma grubu çn) 0 10 Bna tmasyn sstemn bu kadar etkn kullanma snucunda, a) flletmec, * Srunlar flkayetlerden önce belrleme, * H zl ve yernde müdahale, * flletme persnelnn yeteneklern art rmak, * Uygun servs yönetm, * flletme ve bak m malyetlernde düflüfl, * Enerj fyat art fl ndan daha az etklenme, * Knfr kaltesnde art fl, * Çevrey kruma. b)prjec ve müteahht, * Prjenn teslm sürecnn k salmas, * Prjenn teslm sürecnn malyetnn azaltmas, * Prjenn kaltesnn artmas, * Gelecek prjeler çn bu prjedek tasar mlar ndan blg kazanmak, * Kulland klar chazlar n vermler ve kalteler hakk nda blg sahb lmak, ülke aç s ndan, c) Ülke kaynaklar ve çevre krumas gb yararlar sa layacaklard r. Yazar; Selçuk Ercan, TÜ Elektrnk ühendsl bölümünden mezun ldu y l nda grd Alark Carrer Sanay ve Tcaret Af. de, Bna Otmasyn Sstemler Departman üdürü larak çal flmaktad r.