T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü PLC KONTROLLÜ ENDÜSTRİYEL RENK AYIRICI MAKİNE TASARIMI Eren ÇETİN Halil GÜNDÜZ Prof. Dr. A. Sefa AKPINAR Mayıs 2012 TRABZON
T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü PLC KONTROLLÜ ENDÜSTRİYEL RENK AYIRICI MAKİNE TASARIMI Eren ÇETİN Halil GÜNDÜZ Prof. Dr. A. Sefa AKPINAR Mayıs 2012 TRABZON ii
LĠSANS BĠTĠRME PROJESĠ ONAY FORMU Halil GÜNDÜZ ve Eren ÇETİN tarafından Prof. Dr. Adem Sefa AKPINAR yönetiminde hazırlanan PLC KONTROLLÜ ENDÜSTRİYEL RENK AYIRICI MAKİNE TASARIMI başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir. Danışman : Prof. Dr. Adem Sefa AKPINAR Jüri Üyesi 1 : Jüri Üyesi 2 : Bölüm Başkanı : Prof. Dr. İsmail Hakkı ALTAŞ iii
ÖNSÖZ Tez çalışmamız Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik- Elektronik Mühendisliği Bölümü lisans bitirme çalışması olarak ülke sanayisine katkı sağlaması amacıyla hazırlanmıştır. Uzun ve zahmetli çalışmalarımızda bize her an yardımcı olan Sayın Prof. Dr. Adem Sefa AKPINAR a, fikirlerini bizimle paylaşan bölümümüz akademik personeli Öğretim Görevlisi Sayın Emre ÖZKOP a ve Teknik Öğretmen Sayın Efe İsa TEZDE ye, Laboratuar Sorumlusu Sayın Yüksel SALMAN a, çalışma arkadaşlarımız Sayın Mehmet Ali GÜRLER e ve Sayın Şeyda İBAÇ a, bitirme çalışmalarımızda desteklerinden dolayı KTÜ Rektörlüğüne, Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve bölüm olanaklarının kullanılmasına izin verdiği için Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölüm Başkanlığına teşekkür ederiz. Ayrıca eğitimimiz süresince bize destek veren Sayın GÜNDÜZ ve Sayın ÇETİN ailelerine teşekkürlerimizi iletmeyi bir borç biliriz. Eren ÇETİN Halil GÜNDÜZ Mayıs 2012 iv
ĠÇĠNDEKĠLER Lisans Bitirme Projesi Onay Formu..iii Önsöz.iv İçindekiler...v Özet...vi Şekil Dizini...vii Semboller ve Kısaltmalar viii 1. Giriş..1 2. Projede Kullanılacak Malzemelerin Tanıtımı..3 2.1. Programlanabilir Lojik Kontrolör.3 2.2. DA Rölesi.3 2.3. Renk ve Konum Sensörleri...4 2.4. DA Motoru. 5 3. Sistem Tasarımı 6 3.1. Mekaniksel Tasarım...6 3.2. Elektriksel Tasarım...7 3.3. Kontrolör Tasarımı..10 3.3.1. TON Komutu 10 3.3.2. JMP Komutu.11 4. Karşılaşılan Zorluklar ve Kolaylıklar.14 5. Güvenlik Önlemleri 15 6. Sonuçlar..16 7. Yorumlar ve Değerlendirme...17 Kaynaklar.18 Ekler.....19 Özgeçmiş..20 v
ÖZET Tez çalışmamızda Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik- Elektronik Mühendisliği Bölümü lisans bitirme çalışması olarak cisimlerin istenilen renklere göre ayırma işlemini yapan prototip makine tasarımı yapmak amacıyla hazırlanmıştır. Günümüz endüstrisindeki yeni üretim anlayışı ile birlikte üretimin kontrollü ve hızlı olması önem kazanmıştır. Bu yeni anlayıştan yola çıkarak tezimizin konusunu üretilen malzemeyi kontrollü bir şekilde ayırma ve depolama işlemi yapan makine tasarımı olarak belirlenmiştir. Çalışmamız mekaniksel tasarım, elektriksel tasarım ve kontrol ünitesinin programlanması olarak üç ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm, istenilen hızda ve istenilen sayıdaki cisimlerin renklerine göre ayrıştırılmasına olanak sağlayan makinenin mekanik kısmının tasarlanması ve gerçeklenmesinden oluşmaktadır. İkinci bölüm, kontrol ünitesi ile mekaniksel bağlantıların senkron çalışmasını sağlayan elektriksel devrelerin tasarımı ve gerçekleştirilmesinden oluşmaktadır. Üçüncü bölüm, kontrol ünitesi olup istenilen işlemin uygulanması için gerekli programların yazımından oluşmaktadır. Çalışmamızdaki üç bölümün beraber çalışması ile birlikte prototip makine gerçekleştirilmiş ve cisimler renklerine göre ayrıştırılmıştır. Tezimizin meslektaşlarımıza, öğrenci arkadaşlarımıza kaynak teşkil etmesini ve ülke sanayimize katkı sağlamasını dileriz. vi
ġekġl DĠZĠNĠ Şekil 2.2.1 DA rölesi ve röle uçları...4 Şekil 3.1.1 Mekaniksel tasarım..7 Şekil 3.2.1 Bant motorlarının kontrol devreleri.8 Şekil 3.2.2 İtici kolların motor yön kontrolü devresi.9 Şekil 3.2.3 Kontrolörün sensörler ve motorlar ile elektriksel bağlantısı..10 Şekil 3.3.1.1 TON komutu giriş-çıkış ilişkisi...11 Şekil 3.3.2.1 JMP komutu uygulanışı...12 Şekil 3.3.2.2 Kontrolör program akışı..13 vii
SEMBOLLER VE KISALTMALAR PLC DA TSE V Cm : Programlanabilir Lojik Kontrolör : Doğru Akım : Türk Standartları Enstitüsü : Volt : Santimetre viii
1. GĠRĠġ Günümüzdeki yeni üretim anlayışı ile birlikte daha az zamanda daha çok kontrollü üretim yapılıp, bu üretimin herhangi bir noktasında üretim şartlarının her an değiştirilmeye müsait olması istenmektedir. Bu yeni anlayış ile birlikte otomasyon kavramı ortaya atılmıştır. Otomasyon üretim anındaki insan hatalarını en düşük seviyede tutup, üretimin tamamen bilgisayar kontrollü olmasıdır. Otomasyon ile birlikte üretimin şekli ve hızı değişse bile üretim yeri küçük programsal değişiklikler ile daha kısa sürede üretime adapte olabilmektedir. Tez çalışmamızda yeni üretim anlayışına uyum sağlamak ve katkıda bulunmak için otomasyon projesi gerçekleştirilmiştir. Otomasyon projesi ile birlikte cisimlerin renklerine göre ayırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Projemiz mekaniksel tasarım, elektriksel tasarım ve kontrol ünitesinin programlanması olarak üç ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, üretim ortamını yapay olarak gerçeklemek için iki adet banttan oluşan bir yatay taşıma sistemi hazırlanmıştır. Bu bantlar, cisimlerin istenilen yerlere iletilmesi görevini üstlenmektedirler. Bantların döndürülmesi için her bantta bir adet bulunmak üzere iki adet doğru akım motoru kullanılmıştır. Gerekli mekanik bağlantıların yapılması ile projemizin mekaniksel bölümü kısa sürede tamamlanmıştır. İkinci bölümde, mekaniksel bağlantılara paralel olarak çalışabilen devrelerin tasarımı ve üretimi yapılmıştır. Projemizdeki elektriksel bölüm kontrol ünitesinden gelen sinyallere cevap verip, bantların döndürülmesi ve ayırıcı kolların kontrolünü sağlamaktadır. Devrelerimizin tasarımı proteus programı sanal ortamında hazırlanmıştır. Hazırlanan sanal devrelerin istenilen sonuçları vermesi ile birlikte devrelerimiz gerçekleştirilmiştir. Üçüncü bölümde, istediğimiz ayırma işlemini yapabilecek ve elektro-mekaniksel bağlantılar ile senkron çalışan kontrol programı yazılmıştır. Kontrol ünitesi olarak ağır üretim şartlarında çalışmaya olanak sağlayan programlanabilir lojik kontrolör kullanılmıştır. Diyagramlar halinde hazırlamış olduğumuz programlar kontrol ünitemize yüklenmiş ve istenilen kontrolün yapıldığı deneysel olarak gözlenmiştir. Projemiz günümüzde karışık renkte üretilen cisimlerin isteğe göre ayrıştırılması, cisimlerin hatalı üretim anındaki fiziksel ve elektriksel kuvvetlere maruz kalarak cisimlerin fiziksel renklerindeki değişimi göz önünde bulundurup, hatalı ürünleri ayrıştırma gereken üretim alanlarında kullanılmaktadır. Prototipi oluşturulmuş olan makinemiz karışık
renkteki cisimleri ayırma işlemi yapmaktadır. Projemizin bir benzerini bölümümüz öğrencilerinden oluşan bir ekip gerçeklemiştir. Dikey şekilde yerleştirilmiş kollarla iki renk ayırabilen bu projeye kıyasla projemiz yatayda dört renk ayırabilmektedir. Yatay konumda çalışabilen makinemizin daha ağır cisimleri daha kolay ayrıştırdığı görülmektedir. Makinemizin çok sayıda ürünü ayrıştırması nedeniyle üretim maliyetlerini düşüreceği öngörülmektedir. Tüm aşamaların Çizelge 1.1 deki zaman dilimlerinde gerçekleşmesiyle birlikte makinemizin üretimi kısa sürede tamamlanmıştır. Çizelge 1.1 İş-zaman çizelgesi PROJE KISIMLARI ŞUBAT MART NİSAN MAYIS Mekanik kısmın tamamlanması *** *** Sensör ve motorların temini *** PLC programının yazılması *** *** Sürücü devrelerinin tamamlanması *** Tasarımın montajı *** *** *** *** Denemelerin yapılması *** 2
2.PROJEDE KULLANILACAK MALZEMELERĠN TANITIMI Projemizde kullanmış olduğumuz elemanların lisans eğitimimiz sırasında çalışmasını öğrendiğimiz elemanlar olmasına özen gösterdik. Malzemelerimiz, mekaniksel bağlantılar, elektriksel bağlantılar ve birlikte kontrol ünitesi elemanlarından oluşmaktadır. Bu elemanların her birindeki malzemeler TSE onaylı malzemelerdir. Bu bölümde projemizin gerçeklemesinde kullandığımız malzemelerin tanıtımı yapılacaktır. 2.1 PROGRAMLANABĠLĠR LOJĠK KONTROLÖR Gelişen sanayi ile birlikte sayısı hızla artan cihazların kontrolleri de zorlaşmıştır. Bu durum göz önünde bulundurularak birçok cihaz geliştirilmiştir. Projemizde kontrolör olarak Siemens S7-200 PLC kullanılması tercih edilmiştir. Bu kontrolörü tercih etmemizin en önemli nedeni, lisans eğitimimizde ders olarak almış olduğumuz bu kontrolörün kontrolünün ve programlanmasının kolay anlaşılır ve programlanabilir olmasıdır. Ayrıca tasarımının ağır fabrika koşullarına uygun oluşu bu kontrolörü seçmemizdeki önemli nedenlerden biridir. Kontrolörümüz 24 VDA geriliminde çalışmakta olup, çok 14 giriş elemanına ve 10 çıkış elemanına sahiptir. Kontrolörümüzün programlanması merdiven diyagram ile sağlanmıştır. Kontrolörümüzün istenilen kontrolleri sağlaması için birçok komutu bulunmaktadır. Projemizde TON ve JUMP komutları kullanılması uygun görülmüştür. İstenirse ve gerek görülürse daha ayrıntılı bilgi kaynak [1] den elde edilebilir. 2.2 DA RÖLE Çalışmamızda kontrolörden gelen sinyallere hızlı cevap verebilme kabiliyetleri nedeniyle 12 VDA röle kullanılması uygun görülmüştür. Şekil 2.2.1 de rölemizin iki adet kontrol ucu, bir adet ortak uç, bir adet normalde kapalı uç ve bir adet de normalde açık uç olmak üzere beş ucu bulunmaktadır. Kontrol uçlarına verilen enerji ile normalde kapalı ucu açılarak enerjinin akışı sağlanmakta ve bu sayede kontrol gerçeklenmektedir. Değişik varyasyonlarla istenildiği gibi çalışmaya olanak sağlamaktadır. 3
Şekil 2.2.1 DA rölesi ve röle uçları 2.3 RENK VE KONUM SENSÖRLERĠ Cisimlerin renklerine göre ayrıştırma işlemi denilince akla ilk olarak sensörler gelmektedir. Sistemimizin sağlıklı çalışabilmesi için konum ve renk sensörleri büyük önem taşımaktadır. Konum sensörleri, cisimlere yolladığı ışınların kesilmesi anında cisimin varlığını anlayarak sistemimize gerekli sinyalleri yollamaktadır. Projemizdeki konum sensörü ayarlanabilir uzaklıktaki cisimler algılandığında girişine uygulanan gerilimi çıkış ucuna iletmektedir. Konum sensörümüzün dört ucu bulunmaktadır. İki adet besleme, bir adet normalde kapalı ve bir adet normalde açık ucu bulunmaktadır. üretim kataloğu yardımıyla denemeler yapılmış ve olumlu sonuçlar alınmıştır. Renk sensörleri, cisimler üzerine yollanan ışın dalgalarının soğurulmasına bakarak önceden hafızasına kayıtlı renk bilgisiyle karşılaştırma işlemi ile ilgili renkteki cismi algıladığında çıkış vermek için tasarlanmıştır. Renk sensörümüzün sekiz adet ucu bulunmaktadır. İki adet besleme, üç adet farklı çıkış ucu ve üç adet kilitleme ucu bulunmaktadır. Aynı anda üç farklı rengi tanıma kapasitesine sahip malzememizi üretim 4
kataloğu yardımıyla çalıştırıp istenilen üç rengi tanıttık. İlgili renkli cisimlerin algınaması sonrası ilgili çıkış ucuna giriş gerilimini vererek algılama işlemi denemelerini tamamladık. 2.4 DA MOTOR Tezimizdeki bantlarımızın hareketinin sağlanılması için DA motorların kullanılması uygun görülmüştür. Küçük akım çekmesi, maliyetinin düşük olması ve temininin kolay olması nedeniyle 12 VDA motor kullanılması uygun görülmüştür. 5
3. SĠSTEM TASARIMI Sistemimizi mekaniksel, elektriksel ve kontrolör tasarımı olmak üzere üç ana başlık altında toplayabiliriz. Makinemizin mekaniği için gerekli koşullar göz önüne alınarak optimum bir tasarım yapılmıştır. Mekanik tasarımımız istenilen cisimleri rahat bir şekilde ayırma işlemini gerçekleştirmeye olanak sağlayacak şekilde yapılmıştır. İlgili elemanların mekanik gövdeye yerleştirilmesi için uygun yerler bırakılmıştır. Elektriksel kısmında ilgili devre elemanlarının seçimi ve devreye monte edilmesi işlemleri yapılmıştır. Son olarak mekaniksel ve elektriksel kısmın senkron çalışmasını sağlayan kontrolör tasarımı yapılmıştır. Kontrolörün programlanması için en optimum akış diyagramı oluşturulmuştur. Aşağıdaki başlık altında tasarımımız hakkında daha geniş bilgi verilmiştir. 3.1 MEKANĠKSEL TASARIM Sistemimizin mekanik tasarımı iki adet taşıyıcı bant, itici kollar ve dolum kutularından meydana gelmektedir. Şekil 3.1.1 de görüldüğü üzere bantlarımızın boyutları birbirinden farklı olarak tasarlanmıştır. Taşıyıcı sistemimizin ana gövdesi için demir malzeme, bandımız için ise kalın naylon malzeme kullanılmıştır. Bandın hareket etmesini motorların millerine monte edilmiş silindirler ile sağlanmaktadır. Motorlar, bant için uygun gerginliği sağlayacak şekilde en uygun mesafede konumlandırılmıştır. Birinci bandımızın uzunluğu 34 cm yüksekliği 18 cm, ikinci bandımız ise uzunluğu 73 cm yüksekliği 14,5 cm dir. Birinci bantta taşınan cisimlerin ikinci banda kolay geçebilmesi için iki bant arasında yükseklik farkı oluşturarak malzemenin birinci banttan ikinci banda düşmesi sağlanmıştır. İkinci bant üzerinde sensörler ve itici sistemler bulunduğu için birinci banda göre daha uzun tasarlanmıştır. Bantlarımızın dönmesini iki adet DA motorları sağlamaktadır. Her bant için bir motor kullanılması uygun görülmüş olup sistemimiz için gereken yeterli tork sağlanmıştır. 6
Şekil 3.1.1 Mekaniksel tasarım 3.2 ELEKTRĠKSEL TASARIM Projemizin kalbi sayılabilecek bir diğer bölümü de motor kontrol devrelerinin tasarlanması oluşturmuştur. Kontrol devrelerinin sayesinde bantlarımızın ve itici kollarımızın senkron çalışması sağlanılmış ve istenilen ayırma işlemi gerçeklenmiştir. Motor kontrol devrelerimizin simülasyonları proteus programı ile yapılmıştır. İki farklı devre tasarlanmıştır. İlk olarak bant motorlarının kontrolünü sağlayacak olan devre, ikinci olarak algılanan farklı renkteki cisimleri ayırma işlemi yapacak olan itici kolları kontrol eden devreler gerçeklenmiştir. Şekil 3.2.1 de görüleceği üzere bant motorlarımızın ilgili uçları kaynağa ve kontrol uçlarına bağlanarak gelen sinyallerle motorların durup çalışması sağlanmıştır. Örneğin, kontrol ucundan gelen sinyal ile rölemizin normalde kapalı ucu enerjisiz kalıp üzerindeki enerjiyi normalde açık ucuna aktaracak ve bu sayede motorlarımızın çalıştırılıp durdurulması sağlanmıştır. 7
Şekil 3.2.1 Bant motorlarının kontrol devreleri Projemizde ayırma işlemi yapmakta olan itici kolların ileri geri hareketi kola içindeki DA motoru sayesinde gerçekleşmektedir. Şekil 3.2.2 de görüldüğü üzere motor yön kontrol devreleri için ikişer adet röle kullanılmıştır. Bu kontrol ile aynı anda motor tek bir yöne çalıştırılıp itme işlemi yapıyor ve belirlenen süre sonunda motor diğer yöne döndürülerek eski konumunu alıyor. Rölelerin normalde kapalı ve normalde kapalı uçları birleştirilmiştir. Bununla birlikte ilk rölenin kontrol ucu motorumuzun bir ucuna, diğer rölemizin kontrol ucu motorumuzun diğer ucuna bağlanmıştır. Simülasyon çalışmalarımızda elde ettiğimiz sonuçlar doğrultusunda devremiz kurulup çalıştırılmıştır. İstenilen sonuçlar alınmıştır. 8
Şekil 3.2.2 İtici kolların motor yön kontrolü devresi Motor yön kontrol devrelerimizin tamamlanmasının ardından, kontrolör bağlantısının yapılması aşamasına geçilmiştir. Autocad çizim programı ortamında çizilen tasarımımızda Şekil 3.2.3 te görüldüğü gibi sensör çıkışlarımız giriş elemanı, rölelerimiz çıkış elemanı olacak şekilde bağlanılmıştır. Röleler birer anahtarlama elemanı olarak kullanılmıştır. Kontrolörümüze programsal olarak gerekli verileri kaydettikten sonra sistemimize enerji verilerek denemler yapılmıştır. Sonuçlar olumlu olmuştur. İstenilen renkteki cisimler ilgili dolum kutularına itilmiştir. 9
Şekil 3.2.3 Kontrolörün sensörler ve motorlar ile elektriksel bağlantısı 3.3 KONTROLÖRÜN PROGRAMLANMASI Projemizin beyni kabul edilebilecek kontrolörümüzün programlanmasını bu bölümde anlatacağız. Her firmanın ürettiği kontrolörün farklı bir kodlama sistemi olmaktadır. Biz projemizde kontrolör olarak Siemens S7-200 kontrolörünü seçtik. Kontrolör programlanması aşamasında kaynak [2] tercih edilmiştir. Programımızın yazım aşamasında TON ve JMP komutları kullanılmıştır. Bölümün ilerleyen aşamalarında bu komutlar hakkında bilgi verilecektir. Daha geniş bilgi için kaynak [1] e bakınız. 3.3.1 TON KOMUTU TON komutu Şekil 3.3.1.1 de anlaşılacağı üzere girişe uygulanan bir sinyali belirlenen süre beklettikten sonra çıkışa aktarılmasını sağlayan bir komuttur. Projemizde cisimler algılanmalarından belirlenen süre sonrasında uygun görülen noktada bantların durdurulması ve itici kollar vasıtası ile renklerine göre ayrıştırılması için TON komutundan faydalanılmıştır. 10
Şekil 3.3.1.1 TON komutu giriş-çıkış ilişkisi 3.3.2 JMP KOMUTU JMP komutu sayesinde zamanı en uygun şekilde kullanıyoruz. Program işlenirken bir satırdan bir diğer satıra atlama imkânı verir. Şekil 3.3.2.1 de görüldüğü üzere bu komut ile program içinde atlanırken program basamakları arasında kalan işlemler uygulanmaz. 11
Şekil 3.3.2.1 JMP komutu uygulanışı Kullanacağımız komutları seçtikten sonra tasarımımızın kontrolör program akış diyagramı Şekil 3.3.2.2 de görüldüğü üzerine çizilmiştir. Bu akış diyagramına paralel olarak merdiven diyagramı programlanmıştır. Programımızın düzgün çalıştığını denemek için sorumlu öğretim elemanımızdan kontrolör deney seti ile çalışmak için izin alındı ve programımız denendi. Sonuç olumlu. Programımız istediğimiz işlemleri yapmak üzer doğru şekilde hazırlanmıştır. 12
Şekil 3.3.2.2 Kontrolör program akışı 13
4. KARġILAġILAN ZORLUKLAR VE KOLAYLIKLAR Projemizin tasarımından gerçeklenmesine kadar geçen zaman içinde edilnilen bilgi birikimi ve deneyimlerin yanı sıra karşılaşmış olduğumuz birçok zorlukları olağan karşılamakla birlikte bu bölümde bu zorlukları anlatacağız. Tasarım çalışmalarımıza başladığımız zaman diliminde iki farklı makine tasarımı yapmış bulunmaktayız. İlk makinemizin tasarımı hakkında kendisinden fikir alışverişi yapmış olduğumuz makine mühendisi olan Ferhat KARTAL arkadaşımız mekanizmamızın istenilen şekilde çalışma olasılığının düşük olduğunu beyan ederek, bizi yeni bir tasarım arayışına girmemiz için ikna etmiştir. Daha sonra yeni tasarımın yapılmasının ardından malzeme teminleri için maddi yardım arayışına girdik. Bu neden ile malzeme şiparişlerimizi olabildiğince yeterli ve az tutmaya özen gösterdik. Malzemelerimizin Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dekanlığı tarafından karşılanmış olması bizim için bulunmaz fırsat olmuştur. Maliyet sorununu aştıktan sonra önümüzdeki ilk engel güç kaynakları temini olmuştur. Laboratuvar sorumlularımızın özverili çalışması sonucunda eski ve kullanılmaz olan güç kaynakları tamir edilmek şartı ile bize teslim edilmiştir. Güç kaynaklarının temininden sonra, tezimizdeki itici kol görevinde kullanılmak üzere kullanılmayan ve bozuk olarak ayrılmış olan bilgisayar disket sürücülerini Bilgi İşlem Daire Başkanlığından temin ettik. Makinemizin mekanik bağlantılarının bir kısmını Trabzon Sanayisi nde, geri kalan kısmını ise laboratuvarımızda tamamladık.. Projemizin tasarımından gerçeklenme aşamasına kadar karşılaşmış olduğumuz her zorluğun bize mühendislik anlamında kazanımlarının olduğunu farketmekteyiz. Zorlukların üstesinden gelme becerimiz, her karşılaştığımız zorlukla biraz daha pekişmiştir. 14
5. GÜVENLĠK ÖNLEMLERĠ Projemizin tasarımından üretilmesine kadar geçen sürede önceliki olarak hedefimiz güvenli şekilde çalışarak güvenlik önlemleri alınmış bir prototip makine üretimi yapmak olmuştur. Çalışma alanımız dahilinde devre gerçeklenmesi, tamir işlemleri ve elektriksel bağlantı işlemleri yapılırken enerji altında çalışmadığımızdan emin olduktan sonra işlemler yapılmıştır. Tasarımın üretimi yapıldıktan sonra makinemizin güvenli şekilde çalışmasına devam etmesi için sigortası olan güç kaynakları tercih edilmiştir. Bunun yanı sıra açıkta bulunan bağlantı kabloları ve motor yön kontrol devrelerimiz fiziksel darbelerden korunması için kapalı bir ortam içine alınmıştır. Bu sayede makinemizde can güvenliği önlemleri alınmış ve iş kazası sonucu makinemizin bağlantılarına zarar verilmesi asgariye düşürülmştür. Makinemizin çalışma anındaki oluşabilecek sarsıntıları önlemek amacı ile makinemiz yekpare bir sitem üzerine oturtulmuştur. Bu sayede makinemizin sarsıntılar nedeniyle hatalı ayrıştırma işlemi yapması engellenmiştir. 15
6. SONUÇLAR Prototip makinenin tasarımının anlatıldığı bölümde ifade edilen çıktılar bu bölümde anlatılacaktır. Tasarımın belirlenen zaman dilimlerinde tamamlanmasının ardından hızlı bir şekilde denemelere başlanmıştır. İlgili bağlantıların yapılmasının ardında sistem enerjilendirilmiş ve sistemin çalışması incelenmiştir. Tasarımımızda anlatmış olduğumuz şekilde cisimler önce algılanmış, ilgili rengin temsili lambası enerjilenip yanmış daha sonra cisim ilgili dolum kutularına itilmiştir. Birinci bandımızdaki cisim kadar ayırma işlemi yapılmıştır. Renk sensörümüzün hafızasında olmayan renkteki cisim konum sensörü tarafından algılandıktan sonra, herhangi itici röle harekete geçmeden, ikinci bant sonundaki dolum kutusuna düşmektedir. Bu sayede aynı kontrolör tarafından dört faklı renk ayrıştırılmıştır. Sistem çıktılarının beklenen gibi olması sistemimizin doğru çalıştığını göstermiştir. Hiçbir rengin birbirine karışmadığı, kısa zaman içinde otomatik olarak renklerin istenildiği gibi ayrıştırılma işlemi gerçekleşmiştir. 16
7. YORUMLAR VE DEĞERLENDĠRME Tez çalışmamızda az insan gücü ile kısa zamanda ayrıştırma işlemi yapılmıştır. Elde ettiğimiz çıktıların üretim maliyetini azaltacağı aşikardır. Sistemimiz ile dört farklı rengin ayırma işlemi tamamlanmıştır. Çalışmamızda ayarlanabilir beş kademeli renk toleransı ile renklerin farklı tonları da ayrıştırılabilmektedir. Eğer istenirse tasarımımız ile daha çok farklı renkteki cisimler algılanabilmektedir lakin bunun için daha çok sayıda renk sensörü ve itici kollar sisteme eklenmelidir. Ayrıca sistemimize üç eksenli robot kolları eklenerek daha esnek dolum yapılması sağlanabilir. Sistemimizin malzeme ömrü kadar uzun süre iş görebileceği öngörülmüştür. Sistemimizin ağır sanayi koşullarında sorunsuz çalışma olanağı sağlaması, çalışmamızın gelecekte otomasyon alanında vazgeçilmez olabileceğini kanıtlamıştır. Çalışmamız ile birlikte motor yön kontrolü devreleri, röle kontrol devreleri, kontrolör programlaması ve mekanik tasarımı üzerine çalışmalar yapılmış ve kazanımlar elde edilmiştir. 17
KAYNAKLAR [1] A. S. Akpınar, Yayımlanmamış PLC ders notları, KTÜ [2] Simatic S7-200, Siemens, 2002 18
EKLER EK 1. STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU Tasarım Projesinin hazırlanmasında Standart ve Kısıtlarla ilgili olarak, aşağıdaki soruları cevaplayınız. 1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız. Bir endüstriyel makine tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. 2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü? Hayır. 3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız? Elektrik makineleri ve Programlanabilir Lojik Denetleyiciler derslerinde edinilen bilgi ve beceriler kullanılmıştır. 4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir? Projede TSE standartları temel alınmıştır ve uygulanmıştır. 5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir? a) Ekonomi Malzeme seçiminde uygulama için gereken şartları taşıyan, en düşük maliyetli ürünler seçilmiştir. Sistemin üretim maliyetinin en az olması amaçlanmıştır. b) Çevre sorunları: Projede çevreye zararlı olan malzemeler kullanılmamıştır. c) Sürdürülebilirlik: Sistem ileriye dönük ve geliştirilmeye açık olarak tasarlanmıştır. d) Üretilebilirlik: Gerçekleştirilen sistemin üretimi kolaydır. e) Etik: Sistemin tasarımı tamamen proje ekibi tarafından yapılmıştır ve etik kuralları göz önünde tutulmuştur. f) Sağlık: Gerçekleştirilen sistem, elemanların sigortalarının bulunmasından dolayı sağlık açısından risk taşımamaktadır. g) Güvenlik: Sistem herhangi bir güvenlik riski içermemektedir. h) Sosyal ve politik sorunlar: Amaçlanan ürün sosyal ve politik soruna yol açmayacak niteliktedir. Projenin Adı PLC KONTROLLÜ ENDÜSTRĠYEL RENK AYIRICI MAKĠNE TASARIMI Projedeki Öğrencilerin Adları Eren ÇETĠN, Halil GÜNDÜZ Tarih ve Ġmzalar 22.05.2012 19
ÖZGEÇMİŞ Eren ÇETİN 1990 yılında İzmir, Narlıdere ilçesinde doğdu. 2007 yılında Büyük Çiğli Lisesi Sayısal Bölümünden, 2012 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik- Elektronik Mühendisliği Bölümünden mezun oldu. Yabancı dil olarak İngilizce ve Almanca bilmektedir. Halil GÜNDÜZ 1988 yılında İstanbul, Bakırköy ilçesinde doğdu. 2006 yılında Hasan Sabriye Gümüş Anadolu Lisesi Sayısal Bölümünden, 2012 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümünden mezun oldu. Yabancı dil olarak İngilizce ve Almanca bilmektedir. 20