PLC KONTROLLÜ AKILLI EV SĐSTEMĐ

Transkript

1 T.C. KARADENĐZ TEKNĐK ÜNĐVERSĐTESĐ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü PLC KONTROLLÜ AKILLI EV SĐSTEMĐ Cemil DEMĐR Danışman Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ Mayıs 2013 TRABZON

2 T.C. KARADENĐZ TEKNĐK ÜNĐVERSĐTESĐ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü PLC KONTROLLÜ AKILLI EV SĐSTEMĐ Cemil DEMĐR Danışman Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ Mayıs 2013 TRABZON

3 LĐSANS BĐTĐRME PROJESĐ ONAY FORMU Cemil DEMĐR tarafından Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ yönetiminde hazırlanan PLC Kontrollü Akıllı Ev Sistemi başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir. Danışman : Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ Jüri Üyesi 1 : Prof. Dr. Cemil GÜRÜNLÜ Jüri Üyesi 2 : Öğr. Gör. Emre ÖZKOP Bölüm Başkanı : Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ

4 ÖNSÖZ Bu kılavuzun ilk taslaklarının hazırlanmasında, yoğun çalışma temposuna rağmen proje boyunca bütün sorunlarımla yakından ilgilenen ve kılavuzun son halini almasında yol gösterici olan değerli hocam Sayın Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ a şükranlarımı sunmak istiyorum. Bu çalışmayı destekleyen Karadeniz Teknik Üniversitesi Rektörlüğü ne Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölüm Başkanlığına içten teşekkürlerimi sunarım. Projeme PLC desteği sağlayan SCHNEĐDER Elektrik e ve SCHNEĐDER Elektrik Türkiye eğitim sorumlusu Sayın Levent ÖZDEMĐR e teşekkürlerimi sunuyorum. Projeme sağlamış oldukları maddi destekten dolayı Türk Telekom Kuzey II bölge müdürlüğüne ve Türk Telekom Kuzey-II bölge müdürü Sayın Đsa ÖMÜR e sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca projeme sağlamış oldukları malzeme desteklerinden dolayı Klemsan Elektrik ve Ser Elektrik e teşekkürlerimi sunuyorum. Her şeyden öte, eğitimim süresince bana her konuda tam destek veren aileme ve bana hayatlarıyla örnek olan tüm hocalarıma saygı ve sevgilerimi sunarım. Mayıs, 2013 Cemil DEMĐR v

5 ĐÇĐNDEKĐLER LĐSANS BĐTĐRME PROJESĐ ONAY FORMU... vi ÖNSÖZ... v ÖZET... viii SEMBOLLER VE KISALTMALAR... ix 1. GĐRĐŞ Giriş ve Çıkışları Kontrol Altında Tutmak Garaj Kontrolü Olarak Kullanılması Enerji Tasarrufu Olarak Kullanılması Daire Đçi Aydınlatma Kontrolü Havuz Kontrolünü Sağlamak Bahçe Sulama Sistemi Yangın Söndürme Sistemi Havalandırma Sistemi Bahçe Aydınlatma Kontrolü Hırsız Alarmı Olarak Kullanımı Pencerelerin Kontrolü Uzaktan Đzleme Yöntemi TASARIM Katkılar Yöntem Çalışmalar Tasarım Senaryonun Oluşturulması Akış Diyagramının Oluşturulması Malzeme Seçilmesi Malzemelerin Fiyatlandırılması Elektriksel Projenin Çizilmesi Üretim PLC Seçimi PLC Yazılımının Yapılması SCADA Yazılımının Yapılması vi

6 Ölçümler ve Test Sonuçlarının Đncelenmesi PLC Scada ve PC Arasındaki Haberleşmenin Sağlanması Çalışma Takvimi Başarı Ölçütleri Standartlar ve Kısıtlar Araştırma Olanakları Malzeme Teçhizat Olanakları SONUÇLAR YORUMLAR EKLER EK-1 Çalışmalar... EK1-1 EK-2 PLC Kontrollü Akılı Ev Sisteminin Elektriksel Projesi... EK2-1 EK-3 PLC Kontrollü Akıllı Ev Sisteminin PLC Yazılımı... Ek3-1 EK-4 Çalışma Takvimi... EK4-3 EK-5 Malzeme Teçhizat Olanakları... EK5-3 EK-6 Standartlar ve Kısıtlar Formu... EK6-1 ÖZGEÇMĐŞ... 1 vii

7 ÖZET Günümüzde teknolojinin de gelişmesiyle birlikte enerji tasarrufunda da büyük bir ilerleme kaydedilmiş olup enerji tasarrufu yapabilmek için çok sayıda sistemler geliştirilmiştir bunlardan biriside akıllı ev sistemleridir. Bu sistem sayesinde evimizde gereksiz yere enerji kullanımını ortadan kaldırma imkânımızın yanı sıra evimize giriş çıkışları da kontrol altında tutabiliyoruz. Evimizin güvenliğini sağlayabiliyoruz. Ayrıca sıcaklığa bağlı olarak bahçemizdeki sulama işlerini, yağmur yağdığında pencerelerin ve havuzumuzun kapatılması işlemini, yangın durumlarında söndürme sisteminin otomatik olarak devreye girmesi gibi işlemleri sistem otomatik olarak yapmaktadır. Akıllı sistemler bütün bu işlemlerin isteğimiz doğrultusunda bilgisayar üzerinden izlenebilmesini de sağlamaktadır. Bu projede söz konusu edilen Akıllı ev sistemi PLC denetimi ve yardımcı algılayıcılar ile gerçekleştirildiği için genişletilmesi mümkün ve kolaydır. Kişiler istekleri doğrultusunda bu sisteme maliyetle orantılı olarak istedikleri büyük değişiklikleri küçük uğraşlar doğrultusunda kolayca ilave edebileceklerdir. viii

8 SEMBOLLER VE KISALTMALAR PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesinin yapımı esnasında projenin elektriksel projesi oluşturulurken TSE normuna göre kullanılmış olan elemanların sembolleri ve açıklamaları Çizelge 1. De gösterilmektedir. Çizelge 1. PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesinde kullanılan semboller ve açıklamaları TSE Standardı Proje Sembolleri No Sembol Açıklama 1 Ana Şalter 2 Topraklı Priz 3 Klemens 4 Role Bobini 5 Basma Yaylı Buton 6 Sinyal Lambası 7 NO Kontak PLC : SCADA : Programlanabiliri Lojik Kontrol Uzaktan Kontrol ve Gözleme Sistemi ix

9 1. GĐRĐŞ Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle birlikte enerji tasarrufu sağlamak ve daha konforlu bir yaşam standardına sahip olmak için birçok sistem geliştirilmektedir. Bu sistemlerden biriside akıllı ev sistemidir. Akılı Ev fikri ilk olarak 1980 lerin başında ortaya çıkmıştır [1]. Sistemin ilk uygulamalarında insanların ev konforu düşünülmesine rağmen hızlı bir şekilde gelişen teknoloji ile birlikte sistemde, insanların günlük ihtiyaçlarını da karşılayabilecek düzeyde gelişmeler kaydedilmiştir. Günümüz itibari ile sistemin maliyetinin yüksek olması sebebiyle aktif olarak kullanım oranı düşüktür. Ancak Geleceğin model evlerini planlamada akıllı ev kavramı önemli bir rol oynamaktadır [2]. Akıllı ev sistemleri mikro denetleyiciler ya da PLC (Programmable Logic Controller) tarafından programlanarak gerçekleştirildikleri için sistemin ihtiyaçlar doğrultusunda geliştirilmesi kolay ve neredeyse maliyetsizdir. Bu hususta yapılması gereken ihtiyacımız doğrultusunda mevcut yazılımı yeniden revize etmek olacaktır. PLC kontrollü akıllı ev sisteminin çalışma durumları akış diyagramları SCADA programı yardımıyla bilgisayar üzerinden izlenebilecek ve gerekli durumlarda sisteme müdahale edilebilecektir. SCADA Supervisory Control And Data Acquisition kelimelerinin baş harflerinden oluşturulmuştur. Türkçeye veri toplama ve uzaktan izleme olarak çevrilmektedir. SCADA programı aracılığıyla mevcut bilgisayarımızdan sistemin anlık değişimlerini izleyebilme imkanı bulamaktayız öğretim yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi elektrik Elektronik mühendisliği elektrik bölümü 4. Sınıf öğrencisi olarak, bitirme projesi kapsamında hazırlamış olduğum PLC Kontrollü Akıllı Ev sisteminin amacı insanların günlük yaşantılarını daha eğlenceli, konforlu hale getirmek ve yaşam standardını yükselmektir. Kişilerin günlük yaşantısında rutin olarak yapmak zorunda oldukları bahçe sulama, havalandırma gibi işleri bu sistem otomatik olarak yapabilmektedir. Bu tezde konu edineceğim başlıklar Akıllı ev sistemine sahip olan bir evde sıcaklık kontrolü sağlamak, evi havalandırmak, iç aydınlatmaları kontrol etmek, bahçe sulama sistemini ve havuz kontrolünü sağlamak, dış aydınlatmaları kontrol etmek, yangın söndürme sistemi ve hırsız alarm sistemi ile ilgili kısımlar olacaktır. Devam eden konularda bu kontrol sistemlerinin akış diyagramları, nasıl gerçekleştirildiği ve koşulları ayrıntılı olarak anlatılmaktadır. 1

10 1.1.Giriş ve Çıkışları Kontrol Altında Tutmak Đnsanlar akılı ev sistemi sayesinde eve giriş ve çıkışlarda kendilerine parola oluşturabilirler bu parolaya bağlı olarak el tanıma, yüz tanıma ya da parmak izlerini tanıtabilirler. Tasarlamış olduğum bu projede sadece şifreli kısım olacaktır. Eve girmek isteyen kişi, ekran üzerindeki giriş menüsünden daha önceden sisteme kendisi için tanıtmış olduğu şifresini girer. Bunun üzerine dış kapı açılır. Dış kapı açıldıktan bir süre sonra kapı kişiler tarafından ayarlanmış olan süre sonunda otomatik olarak kapanır. Kapının kapanma süresi kişilerin şifrelerini girdikleri panel ekranında görülebilmektedir. Evden çıkmak isteyen kişi çıkış yapmak istediği kapının önüne geldiği anda çıkış sensörü kişiyi algılar ve otomatik olarak çıkış kapısını açar kişilerin belirledikleri zaman sonunda kapı otomatik olarak kapanır. Kapının kapanması için kalan süre ekranımızda görülebilmektedir. Burada ki zaman giriş kısmında kişiler tarafından ayarlanan zamanı set olarak alır ve kişilerin bu kısımda yeniden zaman belirlemeleri gerekmez. Ayrıca kullanıcılar kapının ne kadar sürede kapanacağını da belirleyerek, kapının hız kontrolü de sağlanabileceklerdir. Kapının 10 saniye içerisinde tamamen kapanmasını ya da açılmasını istemeleri durumunda yapmaları gereken, ilgili kapının parametre sayfasında bu değeri belirlemeleridir. 2

11 1.2.Garaj Kontrolü Olarak Kullanılması Bahçe girişinde inde araç girişi ve kişi girişi olmak üzere iki adet giriş bulunmaktadır. Araç girişinden kişi, kişi girişinden inden araç girememektedir. Aracımız araç girişinin önüne geldiği anda sürücü elindeki kumandaya basarak kapının açılmasını sağlayacak. Ve araç girişini açarak aracın içeriye girmesini sağlayacak. Araç giriş kapısının açılmasıyla birlikte kapıdaki algılama sensörü devreye girecek. Araç orada olduğu müddetçe kapının kapanmasını engelleyecek. Ve araç tamamen içeri girdikten sonra garaj kapısı kullanıcı tarafından belirlenen bir süre sonunda otomatik olarak ak kapanacaktır. Garaj kapısının açılma zamanına müdahale edilerek garaj kapısının hız kontrolü de sağlanabilecektir. Aracımızın garajdan çıkış yapmak istemesi durumunda araç algılama sensörümüz aracı algılayarak kapının otomatik olarak açılması sağlayacaktır. Aracımız garajdan tamamen çıktıktan sonra kullanıcılar tarafından belirlenen zaman sonunda kapı otomatik olarak kapanacaktır. Ancak araç algılama sensörümüz aracı algıladığı ı sürece araç giriş kapısı bekleme zamanını saymayacak ve kapanmayacaktır. Garaj kontrolü biriminin çalışmasına ilişkin blok diyagramı Şekil 1.2. de gösterilmektedir. Şekil 1.2. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi garaj kontrol sistemi blok diyagramı. 3

12 1.3.Enerji Tasarrufu Olarak Kullanılması Tasarlamış olduğum um akıllı ev sistemi tamamen insana odaklı olup insanların günlük yaşantılarını kolaylaştırmak ve enerji tasarrufu sağlamaktadır. Boş ş olan bir odaya evin herhangi bir bireyi, geldiği zaman giriş sensörü kişiyi iyi algılar ve o anda odanın içerisi ışık gerektirecek kadar karanlık ise eğer er aydınlatmalar otomatik olarak devreye girecektir. Ya da ortamın karanlığı, ışıkları yakacak kadar karanlık değilse kişi i kendi isteğiyle içerideki aydınlatmaları açma imkânına sahip olacaktır. Her iki durumda da kişiler oturma odasını terk etmesi durumunda aydınlatma ya da içerideki diğer elektrik ile çalışan cihazları kapatmak zorunda değiller. Ancak istekleri doğrultusunda oda boş olmasa dahi aydınlatma gereçlerini kapatma tercihine de sahip olacaklar Giriş ş ve çıkış sensörlerimiz sayesinde giriş yapanların sayısı ile çıkış yapanların sayısının karşılaştırılması suretiyle karşılaştırma sonucu oturma odasının boş olması durumunda içerideki aydınlatmalar direk devre dışı ı kalacaktır. Kişilerin sürekli giriş çıkış yapma durumları göz önünde bulundurularak TV, Radyo gibi elektrikli cihazların elektrik enerjileri kişiler tarafından belirlenen bir süre sonunda devre dışı kalacaktır. Kişiler iler bu zamanı sıfır yapmaları durumunda söz konusu elektrikli aygıtlar aydınlatmalarla birlikte devre dışı kalacaklardır. Şekil 1.3. de Akıllı ev sisteminin enerji tasarrufuna ilişkin blok diyagramı gösterilmektedir. Şekil 1.3. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi enerji tasarrufu sağlaması blok diyagramı 4

13 1.4.Daire Đçi Aydınlatma Kontrolü Günümüzde akıllı ev sistemlerinde iç aydınlatmalarda genellikle ekrandan ya da bir düğme ile kontrolü yapılmaktadır. Eve girdiğiniz zaman genel olarak ekran vasıtasıyla sistemi devreye sokarak aydınlatma sağlanabilir ve kapatmak içinde ekran sayesinde ya da düğme kontrolü ile gerçekleştirilmektedir. Tarafımca tasarlanan akıllı ev sisteminin bir parçası olan iç aydınlatma sisteminin çalışması ise şu şekilde sağlanmaktadır. Eve, ev üyelerinden herhangi biri geldiği zaman algılayıcılar sayesinde kişiler algılanacak ve ortam ışık gerektirecek kadar karanlık ise iç aydınlatma sistemi devreye girecektir. Lambaların yanıyor olabilmesi için içeride bir kişinin dahi olması yeterlidir. Eğer odada bir kişi bulunup lambayı kapatmak isterse bu işlevi düğme vasıtasıyla gerçekleştirebilmektedir. Tasarlamış olduğum sistemde, odaya girenlerin sayısı ile çıkanların sayısını karşılaştıran bir program oluşturup bu program ile odada kimsenin bulunmadığına karar verip lambalara gelen enerji kesilir ve lambalar söner. Ayrıca odada kişiler varken ve aydınlatmalarda devredeyken karanlık olma durumu ortadan kalktığı anda içeride kişiler olmasına rağmen ortam yeterince karanlık olmadığı için aydınlatmalar otomatik olarak devre dışı kalacaktır. Sistemdeki aydınlatmalar odadan son kişi çıktığı anda hemen sönerken TV, Radyo gibi elektrikli cihazların enerjisi kesilmemektedir. Söz konusu elektrikli aygıtlar kullanıcılar tarafından belirlenen bir süre sonunda devre dışı kalacaktır. Bu şekilde tasarlamamızın temel sebebi ise kısa süreli giriş çıkış durumlarında kişilerin sürekli Televizyonu açmak zorunda kalmalarını önlemektir. Böylece eğer mutfakta kısa süreli bir işimiz varsa, mutfaktaki işimizi bitirip salona geldiğimiz zaman ayarlamış olduğumuz süre bitmemişse yeniden TV açmak zorunda kalmayacağız. Eğer süre geçmişse bu zaten bizim son şart olarak belirlediğimiz durum anlamına gelmektedir dolayısıyla söz konusu elektrikli aygıtların yeninde devreye alınması gerekmektedir. Aydınlatma sisteminin çalışmasına ilişkin blok diyagramı Şekil 1.4. de gösterilmektedir. 5

14 Şekil 1.4. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi daire içi aydınlatma sistemi blok diyagramı 1.5.Havuz Kontrolünü Sağlamak Tasarlamış olduğum um akıllı ev sisteminin bahçesinde bir havuz olduğu düşünülmektedir. Normal şartlarda havuzun üstü açık olacak ve yağmurlu havalarda havuz suyunun kirlenmemesi için havuzun üstünü kapatma imkânımız olacaktır. Bu işlemi gerçekleştirmek için sisteme bağlı bir yağmur algılayıcısı bulunmaktadır. Bu algılayıcı bizim belirlediğimiz imiz hassasiyet oranında ıslandığı ı takdirde devreye girecek ve havuzumuzun üzeri otomatik olarak kapanacaktı. Yağmurun un kesilmesi durumunda havuzun üstü otomatik olarak açılacaktır. Ayrıca yağmur yağmadığı zamanlarda kullanıcılar istemeleri durumunda ekran üzerinden havuzun üzerini açma ve kapatma imkânına sahip olacaklardır. Söz konusu çalışma şekli kullanıcılar tarafından belirlenmiş olan zaman aralığında a gerçekleşecektir. Bu zaman aralığı dışında ında havuz otomatik olarak kapanacak ve tanımlanmış olan zaman aralığı ı uygun duruma gelinceye kadar kapalı kalacaktır. Havuz kontrol sisteminin çalışmasına ait blok diyagramı Şekil 1.5. de gösterilmektedir. 6

15 Şekil 1.5. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi havuz kontrol sistemi blok diyagramı 1.6.Bahçe Sulama Sistemi Akıllı ev sisteminde yer alan bahçe sulama sistemi, bahçede e bulunan sıcaklık ölçer ve nem ölçer e göre çalışacaktır. Çalışma sıcaklığı kullanıcılar tarafından ayarlanabilir olacaktır. Bunun yanında kullanıcılar zaman aralığı ı da girebileceklerdir. Örneğin bahçenin her gün 18:00 ile 18:30 arasında sulanmasını istemekteyiz saat 18:00 da sıcaklık bizim tarafımızdan belirlenen bir değerin erin altındaysa bahçemiz 30 dakika boyunca sulanacaktır. Bahçemizin sulanma şartları yerine geldi ve O anda yağmur yağıyorsa sulama işlemi yapılmayacaktır. Bahçe toprağımızın nemlilik oranı azaldığında sistem sulama gereği duyacak ancak havanın aşırı sıcak olması durumunda (buradaki sıcaklık değeri eri bizim tarafımızdan belirlenecektir) sulama işlemi yapılmayacaktır. Bahçe sulamak için ihtiyacımız olan suyu depoladığımız yağmur suyu ile karşılayacağız. Depo suyumuz bizim tarafımızdan belirlenen bir değerin altına düştüğü ü anda deponun girişinde bulunan sulama vanası devreye girecek ve şebeke suyundan deponun dolmasını sağlayacaktır. Şebeke vanasının debisi sulama ünitesinin debisinden daha yüksek olması nedeniyle depo suyu hiçbir zaman sıfıra inmeyecektir. Sürekli olarak artacaktır. Bu noktada yangın ve bahçe sulamanın aynı zamanda başlama sıkıntısı karşımıza çıkmaktadır. Böyle bir durumda Sistem yangın söndürme kısmına öncelik verecektir. Bahçe sulama sistemi aktif olduğu zamanda yangın n durumu ortaya çıkmışsa bahçe sulama devre dışı kalacak ve yangın söndürme sistemi devrede olacaktır. Yada yangın söndürme sistemi devredeyken 7

16 bahçe sulama sistemi kesinlikle devreye giremeyecektir. Bu noktada dikkat edilmesi gereken husus yoğun sıcaklık altında bitkilerin ilerin sulanması bitkilere zarar verebilir. Bu nedenle bitkilerin sabah ya da akşam serinliğinde inde sulanması daha uygun olacaktır. Bu sebeple sulama sisteminde sulama zamanının sabahın serin saatleri ayarlanması önerilmektedir. Şekil 1.6. da bahçe sulama sisteminin çalışmasına ait blok diyagramı gösterilmektedir. Şekil 1.6. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi bahçe sulama sistemi blok diyagramı 8

17 1.7.Yangın Söndürme Sistemi Akıllı ev sisteminde mevcut duman dedektörleri bulunmaktadır. Olası bir yangın durumunda duman dedektörü enerjilenerek çıkış verecektir. Gelen bu çıkış sinyali PLC tarafından algılanabilen bir sinyal özelliğindedir. indedir. PLC bu sinyali aldığı zaman yangın var kararını otomatik olarak vermektedir. Buna bağlı olarak PLC nin kontrol birimi yangın söndürme ünitesini devreye sokacaktır. Yangın esnasında kullanılacak olan su, yağmur yağdığı zaman biriktirilmiş olan depo suyu olacaktır. Ayrıca deponun girişinde şebeke vanamızda bulunmaktadır. Depo suyu bizim tarafımızdan belirlenen bir değerin altına düştüğü anda şebeke vanası açılarak şebeke suyu ile depoya su temini sağlayacaktır. Buradaki şebeke vanasının debisi yangın söndürme ünitesinin harcayacağı su debisinden daha a fazla olması nedeniyle depodaki daki suyun sıfıra inme durumu söz konusu değildir. Depodaki su miktarı daima artacaktır. Şebeke vanası, su deposu maksimum seviyeye kadar dolduğu anda yangın devam etse dahi havuzun taşmaması için devre dışı kalacaktır. Şebeke vanasının tekrar devreye girmesi için depo suyunun bizim tarafımızdan belirlenen seviyenin altına düşmesi gerekmektedir. Aksi taktirde şebeke vanası tekrar devreye girmeyecektir. Şekil 1.7. de Akıllı ev sisteminin yangın söndürme ünitesinin çalışmasına ilişkin blok diyagramı gösterilmektedir. Şekil 1.7. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi yangın söndürme sistemi blok diyagramı 9

18 1.8.Havalandırma Sistemi Akıllı ev sistemimizde sıcak günlerde klimanın açılması ya da kapanması gibi problemimiz bulunmamaktadır. Sistemde bulunan sıcaklık ölçer ortam sıcaklığını ölçerek PLC ye bilgi olarak gönderir. PLC bu bilgiyi kontrol biriminde dereceye çevirerek ortam sıcaklığının ının kaç derece olduğunu unu belirler ve sonuç olarak yazar. Sistemde bizim tarafımızdan belirlenen sıcaklık aralıkları bulunmaktadır. Klimaların bu sıcaklıklar arasında devreye girmesini ve devreden çıkmasını sağlayabilmekteyiz. Yapmamız gereken tek şey klimalar hangi sıcaklıkta devreye girsin hangi sıcaklıkta devreden çıksın set değerlerini erlerini belirlemektir. Buna istinaden PLC nin kontrol ol birimi bir karşılaştırma yapacaktır. Karşılaştırma sonucu eğer klimanın çalışması gerekiyorsa PLC nin kontrol birimi otomatik olarak klimayı devreye sokacaktır. Sıcaklık değeri yine bizim tarafımızdan belirlenen sıcaklığa ulaştığı anda otomatik olarak devreden çıkacaktır. Bunun yanı sıra kullanıcılar PLC bağlı kalmaksızın klimaları devreye alıp devreden çıkartabilme imkânına sahip olacaklardır. Söz konusu çalışma durumu kullanıcılar tarafından belirlenmiş ş olan zaman aralığında gerçekleşecektir. Diğer zamanlarda çalışma olmayacaktır. Ayrıca odanın boş olduğu u durumlarda klima yine devre dışı kalacaktır. Şekil 1.8. de akıllı ev sisteminin havalandırma biriminin çalışmasına ilişkin blok diyagramı gösterilmektedir. Şekil 1.8. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi havalandırma sistemi blok diyagramı 10

19 1.9.Bahçe Aydınlatma Kontrolü Tasarladığımız ımız akıllı ev sisteminde bahçemizde bulunan aydınlatma gereçlerini de kontrol altında tutmaktayız. Böylelikle ne zaman yanacak ne zaman sönecek düşüncesini ortadan kaldırmış bulunmaktayız. Bahçede bir aydınlık ölçer bulunmaktadır. Aydınlatmalarda bu aydınlık ölçere bağlıdır. Aydınlık ölçer ortamın yeterince karanlık olduğuna karar verdiği anda bahçe aydınlatmaları direk devreye girecektir. Kullanıcılar istemeleri durumunda karanlık olmasa bile panel üzerinden bahçe aydınlatmalarını çalıştırıp durdurma imkânına sahip olacaklardır. Ayrıca bahçe aydınlatmamız için panel üzerindeki menü yardımıyla, ortamın karanlık olmasına rağmen belirli bir saatten sonra sönmesi de sağlanabilmektedir. Örneğin ortam yeterince karanlık oldu ve aydınlatmalar devreye girdi. Saat 00:00 den sonra yanmasına gerek olmadığı ı için sistem aydınlatmaları otomatik olarak durdurarak sabaha kadar yanmasının önlemiş olması nedeniyle aynı zamanda enerji tasarrufu da sağlamış olacaktır. Ayrıca hırsız sensörü aktifleştiği i anda yani sistem, koruma bölgemizde bir hırsız algılamışsa dış aydınlatmalar ve iç aydınlatmalar direk devreye girecektir. Ve kullanıcıların görüş alanının oluşması sağlanacaktır. Bahçe aydınlatma biriminin çalışmasına ait blok diyagramı Şekil 1.9. da gösterilmektedir. Şekil 1.9. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi bahçe aydınlatma kontrol sistemi blok diyagramı 11

20 1.10.Hırsız Alarmı Olarak Kullanımı Giriş sensörü eve giriş ş yapanları sayarken çıkış sensörüde evden çıkanları saymaktadır. Bu sayede giriş yapanlarla çıkış yapanların sayısını karşılaştırmamıza imkân vermektedir. Karşılaştırma sonucu giriş yapanların sayısı çıkış yapanların sayısına eşit ise eğer ev boş demektir. Bu aşamada amada hırsız alarm sistemi devreye girmektedir. Sistem tamamen otomatikteyken herhangi bir şifre girilmeden kapının açılması durumunda kapı zorla açılmıştır. Veya şifre girilmedi kapıda açılmadı ev boş durumda içerideki hırsız sensörler herhangi bir hareket algılaması durumunda da içeride tanımlı olmayan kişi ya da kişiler var demektir. Sistem bunu da hırsız olarak algılayacak ve alarm verecektir. Ayrıca sistem bizim tarafımızdan belirlenen saatler arasında otomatik olarak devreye girme şartının yanında istememiz durumunda bizim tarafımızdan manüel olarak da devreye alına- bilecektir. Örneğin gece 00:00 ile sabah 6:30 arasında sistem alarmı otomatik olarak devreye alacaktır. Kullanıcılar evden çıktıkları zaman koruma sistemini aktifleştirdikleri zaman bahçe giriş kapısından şifreli giriş yapıldığı ı takdirde koruma, otomatik olarak pasif duruma geçecektir. Yukarıdaki sebeplerden herhangi birinden dolayı alarm oluşursa alarm çıkışımız ımız set olacaktır. Ve bu sebebin ortadan kalkması alarmı pasif duruma getirmeyecek olup, Alarmın pasif duruma uma gelebilmesi için şifre sahibi bir kişinin inin gelerek şifresini doğru girip alarm Reset butonuna basması gerekmektedir. Alarm sisteminin çalışma blok diyagramı şekil da gösterilmektedir. Şekil PLC Kontrollü akıllı ev sistemi hırsız alarm sistemi blok diyagramı 12

21 1.11. Pencerelerin Kontrolü Tasarlamış olduğumuz umuz sistemde perde ve panjurları da kontrol altında tutmaktayız. Evde kimsenin olmadığı ı bir zamanda yağmur yağarsa arsa pencerelerin açık kalması her evin korkusudur. Oysa akıllı ev sistemi bu problemi ortadan kaldırmaktadır. Evden ayrıldığımız anda ev boş ş kalmışsa veya evde olduğumuz umuz zamanlarda yağmur algılayıcıları yağmur algıladıkları anda otomatik olarak pencerelerin kapanmasını sağlayacaktır. Bunun yanı sıra evde olduğumuz umuz halde yağmurda yağmıyorsa ve pencereler açık kalmışsa bizim belirlediğimiz imiz zamanda pencerelerimiz otomatik olarak kapanacaktır. Bütün bunların dışında ında kullanıcılar panel üzerindeki butonlarla istedikleri zaman pencereleri açıp kapatabileceklerdir. Ayrıca bu açıp kapatma işlemi pencerenin tamamen açılması ya da kapanması durumunu sağlamasına gerek yoktur. Đstenilmesi durumunda yarıya kadar veya çeyreğe e kadar açılabilecektir. Bütün bunların yanında sabahları gün ışığından da en iyi şekilde yararlanmak mümkün olacaktır. Kullanıcılar tarafından ayarlanabilen bir zaman da pencereler otomatik olarak açılacak ve belirlenmiş olan süre kadar evi havalandıracaktır. Şekil 1.11 de pencere kontrol sisteminin çalışmasına ilişkin blok diyagramı gösterilmektedir. Şekil PLC Kontrollü akıllı ev sistemi pencere kontrol sistemi blok diyagramı 13

22 1.12. Uzaktan Đzleme Yöntemi Akıllı evimizi dışarıdan işteyken seyahatte ya da başka bir yerdeyken neler olduğunu ne gibi değişkenlerin değiştiğini bir başka bilgisayarımızdan, akıllı telefonlardan izleyebilmekteyiz. Ya da biz evde varmış gibi kendimiz bazı değişkenleri değiştirip evde varmış gibi gösterebilme imkânımız olacaktır. Örneğin belirli bir saatte bütün ışıkların kapanması, hareket algılandığında ışıkların açılması, mevcut ortam sıcaklığını ve buna bağlı olarak nelerin çalıştığını ya da çalışmadığını, ını, ne zaman devreye gireceklerini gibi birçok şeyi izleme imkânımız olacaktır. Bütün bunları yapabilmemiz için mevcut scada bilgisayarımızın internete bağlanmış olması yeterli olacaktır. Uzaktan izleme sistemine ilişkin blok diyagramı Şekil 1.12 de gösterilmektedir. Şekil PLC Kontrollü akıllı ev sistemi uzaktan izleme ve kontrol sistemi blok diyagramı 14

23 2. TASARIM Hızla gelişen teknoloji insanların hayatlarını kolaylaştırmak amacıyla uygulamaya yönelik sistemler geliştirilmiştir. Bunlardan bir tanesi de akıllı sistemleridir. Akıllı sistemler sayesinde kullanıcılar enerji tasarrufu sağlamakla birlikte daha güvenli ve daha konforlu yaşam standardına kavuşmaktalar. Bitirme tezim olarak yapmakta olduğum PLC kontrollü akıllı ev sisteminde insanların günlük yaşantılarını kolaylaştıracak ve yaşam standardını artıracak yöntemler ele alınarak çalışma biçimleriyle açıklanmaktadır. 2.1.Katkılar Yapmakta olduğum PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesindeki hedef kullanıcıların evlerine giriş çıkışları kontrol altına almalarını, bahçe sulamak, ışık açmak ve kapatmak gibi günlük işlerini sistem sayesinde kolaylıkla yapabilmelerini, hırsız alarm devresi sayesinde tedirgin oldukları durumları ortadan kaldırmak gibi işlemleri akıllı sistemimizin yapabiliyor olması nedeniyle kullanıcılara yüksek yaşam standardı ve yüksek yaşam kalitesi sunmaktadır. 2.2.Yöntem Şekil 1.12 de gösterilen şema yapmakta olduğum projede referans olarak aldığım temel şemadır. Projenin kontrolünün tamamı PLC üzerinden sağlanmaktadır. Bu kontrolün akış diyagramını ve sistemin hangi değerler arasında çalıştığını hangi konumunun aktif olduğunu bilgisayarımız üzerinden görebilmekteyiz. Ayrıca sisteme internet üzerinden başka bir bilgisayar, cep telefonu ya da tablet bilgisayarlar ile herhangi bir yerden de bağlanarak sistemi kontrol etme imkanımızda olacaktır. Bunun için ana bilgisayarımızın sadece internet bağlantısının olması yeterlidir. Projede yer alan PLC ve SCADA Ethernet üzerinden haberleştiğinden istenilmesi durumunda bir network ağı kurularak sistem tüm ağdan kontrol edilebilecektir. PLC tarafından yapılan işlemlerin işleyişi SCADA bilgisayarı tarafından görsel olarak görüntülenmektedir. Ayrıca sistemin yapmış olduğu çalışmalar kayıt altında tutularak istenildiği zaman erişim imkanı sunmaktadır. 15

24 2.3.Çalışmalar Projenin tasarımından uygulanma aşamasına kadar yapılacak olan çalışmaları bir program dahilinde işlenmiştir. Söz konusu çalışmaların yer aldığı Çizelge 2. EK-1 de verilmektedir Tasarım Bu kısımda projenin hangi çalışma durumlarının içereceği, nelerin referans alınacağı ve nasıl yapılacağı gibi konuların araştırılması ve yapılabilirlik açısından değerlendirilerek PLC Kontrollü akıllı ev sistemine uygulanması incelenmektedir Senaryonun Oluşturulması Tasarım başlığı kısmında yapılmaya karar verilmiş olan kısımların kullanıcılar açısından daha verimli kullanılabilmesi için nasıl çalışması gerektiği ve hangi şartlara bağlı olması gerektiği incelenerek sistemin çalışma ilkesi oluşturulmaktadır. Daha sonra oluşturulan bu çalışma şekli PLC yazılımında yol gösterici olarak kullanılacaktır Akış Diyagramının Oluşturulması Senaryosu oluşturulan sistemin okuyucular tarafından daha net anlaşılabilmesini sağlamak açısından blok şemalar halinde bir çizelgeyle ifade edilerek bu blok şekiller sayesinde başlık altındaki yazıların okunmasına gerek kalmadan bu konuyla ilgili gerekli bilgiyi algılayabilmeleri hedeflenmiştir Malzeme Seçilmesi PLC Kontrollü akıllı ev sistemi projesinde kullanacağım her bir malzemenin diğer malzemelerle uyum sağlaması gerekmektedir. Bu sebeple malzemelerin seçilmesi hususu 16

25 önemlidir. Malzeme seçimi esnasında ihtiyacımıza cevap verebilecek ve ekonomik malzemeler seçilmesi için çalışmalar yapılmaktadır. Đhtiyacımıza cevap verebilecek bir malzeme bulunamadığı zaman onun yerine kullanılabilecek farklı özellikteki malzemenin genel araştırmasının ve problemin en kısa sürede çözülmesini amaçlayarak böyle çalışmaya yer verilmektedir Malzemelerin Fiyatlandırılması Malzeme seçimi işleminin tamamlanmasının ardından kesin olarak kullanmaya karar verdiğimiz malzemelerin geniş çaplı fiyat araştırması yapılarak, bu malzemeler en ekonomik bir şekilde nereden ve nasıl temin edilir. Sorularını ayrıntılı bir şekilde araştırdığım çalışma başlığıdır Elektriksel Projenin Çizilmesi PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesinin elektriksel bağlantılarının yapılabilmesi için öncelikle projenin çalışma ilkesine uygun olarak elektriksel projesinin çizilmesi gerekmektedir. Çizilen bu proje referans alınarak yapılan projenin elektrik bağlantıları yapılmaktadır. Sistemin çalışmasına ilişkin çizilen elektrik projesi EK-2 de verilmektedir Üretim Elektriksel projesi de tamamlanmış olan tasarım projesinin montaj ve kablo bağlantıların yapılabilmesi için ayrılan çalışma kısımdır. Oluşturulan tasarımın gerçeğe dönüşmesi bu çalışma kısmında yapılmaktadır. Üretim tamamlandıktan sonra sistemin mekaniksel olarak doğru çalışıp çalışmadığı testlerinin de bu çalışma başlığı altında yapılması sağlanmıştır. 17