Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELKE 304 Kontrol Sistemlerine Giriş Prof. Dr. İsmail H. ALTAŞ Son Teslim Tarihi: Derslerin son günü İsmail H. ALTAŞ www.altas.org i
ÖNSÖZ ELK 304 Otomatik Kontrol Sistemleri dersini alan öğrencilerin kontrol sistemleri ile ilgili hayal güçlerini kuvvetlendirmek, farklı fabrika ve sistemlerde otomatik kontrol uygulamalarının nasıl gerçekleştirilebileceği konusunda beyin jimnastiği yapmalarını sağlamak ve onları grup çalışmasına alıştırmak amacıyla böyle bir dönem ödevi verilmiştir. Bu dönem ödevini gerçekten emek harcayarak yapanlar aslında küçükte olsa bir mühendislik çalışması yapmış olacaklardır. Çalışmanın sonunda hazırlanıp verilecek olan ortak çalışma raporu, yapılan bir çalışmadan sonra yetkili kişiye nasıl bir rapor sunulacağı konusunda da bir deneyim olacaktır. Bu nedenle raporların dikkatlice ve istenilen formata uygun olarak hazırlanması önem arz etmektedir. İyi hazırlanmış ödevler/raporlar dersin web sayfasında yayınlanacaktır. Ayrıca hazırlanış ve içerik bakımından uygun olan ödevlerin Otomasyon ve Electrotech gibi dergilerde yayınlanmasına çalışılacaktır. Gerekli gayret ve çalışma arzusunu gösterecek öğrencilerim başta olmak üzere, onlara araştırmaları sırasında yardımı dokunan/dokunacak olan herkese şimdiden teşekkür ederim. İsmail H. ALTAŞ www.altas.org ii
ÖZET Bu açıklamalar, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü nde 6. yarıyılda okutulmakta olan ELK 304 Otomatik Kontrol Sistemleri dersini alan öğrenciler için hazırlanmıştır. Bu dönem ödevini yaptırmakla öğrencilerin sanayi ve diğer üretim tesislerinde kullanılan üretim süreçleri ve bu süreçlerde kullanılan kontrol eleman ve türleri konusunda bilgi sahibi olmaları hedeflenmektedir. Bu dönem ödevi grup çalışması şeklinde yürütülerek öğrencilerin yaptıkları araştırma sonuçlarını birlikte tartışıp, topladıkları verileri değerlendirerek bir sonuca varacaklar ve bunları yazılı bir rapor haline getireceklerdir. Ayrıca öğrencilerin hayal güçlerini kullanarak üzerinde çalıştıkları üretim sürecini daha ekonomik, verimli ve kullanışlı duruma getirmek için neler yapılması gerektiği gibi sonuçlara varmaları, kendilerine mühendislik açısından farklı ve alternatif çözüm üretebilme becerisi kazandıracak ve bu konudaki cesaretlerini artıracaktır. İsmail H. ALTAŞ www.altas.org iii
İÇİNDEKİLER Önsöz ii Özet iii İçindekiler iv 1. Proje İçeriği 1 2. Proje Çalışma Raporunun Hazırlanması 2 3. Proje Olarak Çalışılacak Üretim Süreçleri 3 4. Proje Grupları ve Çalışacakları Proje Konularının Numaraları 4 5. Sonuçlar 8 6. Değerlendirmeler 9 Kaynaklar 10 Ekler 11 Ek 1. Açıklamalar 11 İsmail H. ALTAŞ www.altas.org iv
1. Proje İçeriği Dönem projesi olarak belirli sayıda öğrenciden oluşan her gruba bir üretim süreci verilmiştir. Bu üretim sürecinde ham madde girişinden pazarlamaya hazır ürün çıkışına kadar hangi işlem aşamalarının bulunabileceğini araştırarak, otomatik kontrol mühendisliği açısından aşağıda sıralanan soruların cevaplarını içeren ayrıntılı bir rapor hazırlayınız. a. Üretim sürecinin girişten çıkışa işlem akış diyagramı. Diyagramdaki her aşamada neler yapıldığının kısa bir tarifi. b. Üretim sürecinin neresinde hangi amaçla ne tür kontrol işlemi uygulanabilir? c. Uygulanabilecek her bir kontrol işlemi için gerekli olan giriş-çıkış işaretleri neler olabilir? d. Kontrol amaçlı işaretler neden, neyle nasıl ölçülüyor olabilir? e. Kontrol amaçlı işaretlerin ölçülüp kullanılmasında ne tür algılayıcı, işaret dengeleyici, yükselteç kullanılıyor olabilir? f. Denetleyici (Kontrolör) çıkışındaki işaret denetlenen sisteme (üretim sürecinde denetlenen birimlerin her birine) nasıl uygulanıyor? Doğrudan mı, yoksa bir ara birim (actuator) üzerinden mi? g. Kontrol işlemleri üretim sürecini nasıl etkiliyor? Kontrol işlemleri olmasa bu süreç gerçekleştirilebilir miydi? h. Kontrol işlemini gerçekleştirmek için ne tür cihazlar (Bilgisayar, PLC, CNC, Mikrobilgisayar, PIC, El ile doğrudan ayarlama, vb. gibi) kullanılıyor? i. Bir önceki şıkta kullanılan cihazlar nasıl çalışır, ne işe yararlar? İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 1
2. Proje Çalışma Raporunun Hazırlanması Proje yazım formatı aşağıdaki gibi olmalıdır. Dış kapak Üniversitenin adı, fakültenin adı, bölümün adı, projenin adı, projenin yapıldığı dersin adı, proje grubundaki öğrencilerin adları, projeyi yaptıran öğretim üyesinin adı. İç Kapak Dış kapağın aynı. Önsöz Proje size kazandırdıklarını kısaca özetleyip, proje ile ilgili çalışmalar sırasında yardım aldığınız kişi ve kurumlara teşekkür ediniz. Özet Projenin kısa bir özetini ( yarım sayfa- bir sayfa) yapınız. İçindekiler Proje raporundaki konu başlıklarını yer aldıkları sayfaların numaraları ile sıralayınız. Bölüm 1 Giriş Size verilen üretim sürecini genel anlamda tanıtınız. Bölüm 2 Üretim Süreci Üretim sürecinin aşamalarını, içerdiği temel elemanları tanıtınız, bunları bir akış diyagramı veya şeması biçiminde sıralayıp, her bir aşama hakkında kısa fakat yeterli bilgiler veriniz. Bölüm 3 Kontrol İşlemleri Üretim sürecinin neresinde hangi tür kontrol işleminin uygulanması gerektiğinden başlayarak yukarıda Proje İçeriği başlığı aylında sıralanan soruların cevaplarını içerecek şekilde gerekli açıklama, şekil, fotoğraf, blok diyagramı, vb. her türlü bilgi ve açıklamaları bu kısımda anlatınız. Bölüm 4 Sonuçlar Bu raporunuza konu olan üretim süreci ve uygulanması gereken kontrol işlemlerinin önemi, kullanılacak kontrol eleman, tür ve yöntemlerinin söz konusu sürece ne gibi olumlu veya olumsuz katkılar sağlayacağını burada tartışınız. Bölüm 5 Değerlendirmeler Yaptığınız çalışmanın size neler kazandırdığı, bu kazanımın sonuçlarının neler olduğu konularını bu bölümde tartışıp yazınız. Kaynaklar Varsa kullandığınız kaynakları sıralayınız. Metin içinde alıntı yaptığınız kısımları köşeli parantez içinde ilk defa kullanıldıkları sıraya göre rakamla [1], [2] şeklinde belirtiniz. Daha sonra raporun sonunda Kaynaklar kısmında kullanılma numaralarına göre sıralayıp, kaynak bilgilerini sıralayınız. İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 2
3. Proje Olarak çalışılacak Olan Üretim Süreçleri 1. Bisküvi üretim süreci 2. Parke-lam üretim süreci 3. Kağıt üretim süreci 4. Çimento üretim süreci 5. Kumaş üretim süreci 6. Mobilya üretim süreci 7. Hidroelektrik santral de elektrik gücü üretim süreci 8. Termik santralde elektrik gücü üretim süreci 9. Nükleer santralde elektrik gücü üretim süreci 10. Yemek fabrikasında otomatik yemek üretim süreci 11. Bulaşık makinasında otomatik bulaşık yıkama süreci 12. Çay üretim süreci 13. Çamaşır makinasında otomatik çamaşır yıkama süreci 14. Çay paketleme süreci 15. Rüzgar enerjisinden elektrik gücü üretme süreci 16. Güneş enerjisinden (Fotovoltaik panellerle) elektrik gücü üretme süreci 17. Güneş enerjisinden (termik yöntemlerle) elektrik gücü üretme süreci 18. Yakıt hücreleri ile elektrik gücü üretme süreci 19. Otomobil üretim süreci 20. Elbise dikim süreci 21. Un üretim süreci 22. Tuğla üretim süreci 23. Kiremit üretim süreci 24. Hazır beton üretim süreci 25. Kontrollü şehir trafiği süreci 26. İçme suyu dolum süreci 27. Meyve suyu üretim süreci 28. Demir çelik işleme süreci 29. Peynir üretim süreci (süt aşamasından sonra) 30. İlaç üretim süreci 31. Merkezi ısıtma sistemi işletim süreci 32. Çikolata üretim süreci 33. Porselen üretim süreci 34. Diyaliz makinası işlem süreci 35. Uçak uçuş işlemi süreci 36. Konserve üretim süreci 37. Bilgisayar üretim süreci 38. Televizyon üretim süreci 39. Uydu aracılığı ile haberleşme süreci 40. uydudan yönlendirmeli füze atış süreci 41. İnsansız uçak uçuş süreci 42. Denizaltı seyir işlemi süreci 43. Büyük bir işyerinde personel izleme işlemi süreci 44. Bir hastanın sağlık kayıtlarına kendi ülkesinde gittiği herhangi bir doktor veya hastaneden rahatlıkla ulaşılabilecek bir sistemin işleyiş süreci 45. Deniz suyundan içme suyu elde etme süreci 46. Çöp gibi atıkların elektrik enerjisine dönüştürülmesi süreci 47. Kağıt, cam ve plastik atıklarının geri dönüşümle yeniden kullanılabilir hale getirilmeleri süreci NOT: Burada süreç kelimesi aşama, process, fabrika anlamlarında kullanılmaktadır. İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 3
4. Proje grupları ve Çalışacakları Proje Konularının Numaraları Sıra No Öğrenci No Grup No Konu No 1 105688 2 105692 3 105697 1 1 4 105701 5 105702 6 105708 7 105742 8 105747 2 9 105773 10 115252 11 115258 12 115271 13 115272 3 3 14 115273 15 115278 16 115280 17 115292 18 115293 4 4 19 115294 20 115308 21 115309 22 115313 23 115332 5 5 24 124733 25 124899 26 124907 27 124909 28 124919 6 6 29 124930 30 124941 31 124954 32 124960 33 124962 7 7 34 124966 35 124969 36 124972 37 124974 38 135713 8 8 39 135716 40 135820 41 137121 42 137122 43 137124 9 9 44 137125 45 137128 İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 4
Sıra NO ÖĞRENCİ NO Grup No Ödev No 46 137129 47 137130 48 137135 10 10 49 137136 50 137137 51 137138 52 137140 53 137141 11 11 54 137142 55 137143 56 137145 57 137146 58 137147 12 12 59 137150 60 137151 61 137152 62 137153 63 137155 13 13 64 137156 65 137157 66 137158 67 137162 68 137163 14 14 69 137165 70 137166 71 137170 72 137172 73 137173 15 15 74 137175 75 137176 76 137177 77 137178 78 137179 16 16 79 137180 80 137184 81 137191 82 137192 83 137204 17 17 84 137205 85 137206 86 137207 87 137210 88 137211 18 18 89 137214 90 147662 İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 5
Sıra NO ÖĞRENCİ NO Grup No Ödev No 91 147797 92 147798 93 149858 19 19 94 149859 95 149862 96 149863 97 149864 98 149865 20 20 99 149871 100 149872 101 149873 102 149874 103 149875 21 21 104 149876 105 149877 106 149879 107 149880 108 149881 22 22 109 149882 110 149885 111 149886 112 149887 113 149888 23 23 114 149889 115 149890 116 149891 117 149892 118 149893 24 24 119 149899 120 149900 121 149901 122 149902 123 149905 25 25 124 149906 125 149908 126 149909 127 149912 128 149913 26 26 129 149914 130 149915 131 149916 132 149917 133 149918 27 27 134 149919 135 149921 İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 6
Sıra NO ÖĞRENCİ NO Grup No Ödev No 136 149922 137 149923 138 149924 28 28 139 149925 140 149926 141 149927 142 149929 143 149930 29 29 144 149931 145 149933 146 149934 147 149935 148 149937 30 30 149 149938 150 149939 151 149942 152 149943 153 149945 31 31 154 149946 155 149947 156 149948 157 149949 158 149950 32 32 159 161150 160 161155 161 162371 162 162372 163 164020 33 33 164 164021 165 164027 166 164030 167 164040 168 164048 34 34 169 164049 170 164067 171 176155 172 176156 173 176157 35 35 174 176158 175 177551 176 191693 177 206431 36 36 178 007068 İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 7
5. Sonuçlar Bu dönem ödevinin öğrenci üzerindeki olumlu veya olumsuz etkileri, öğrenci başarısına yapacağı katkılar ancak çalışma raporları tamamlandıktan sonra belli olabilecektir. İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 8
6. Değerlendirmeler Bu dönem ödevi ile ELK 304 Kontrol Sistemlerine Giriş dersini alan öğrencilerin kontrol uygulamaları konusundaki vizyonlarının çok boyutlu olarak açılması hedeflenmiştir. Bu hedefe ulaşılıp ulaşılamadığı sonuç raporları teslim edildikten sonra ancak anlaşılabilecektir. Eminim ki bu dönem ödevi üzerinde dikkatli ve önem vererek çalışan öğrenciler çalışmalarını bitirdiklerinde kontrol mühendisliği açısından yeni bir vizyona ve problemlere farklı çözümler üretebilme düşüncesine kavuşacaklardır. İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 9
Kaynaklar [1]. http://eee.ktu.edu.tr/ (30 Mart 2008 tarihinde etkin olan adres) İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 10
Ekler Ek 1. Açıklamalar 1. Kaynak gösterimi, şekil altı yazılar, tablolar ve formüllerin nasıl yazılacakları konusunda bölümün web sayfasında bulunan Bitirme Ödevi Yazım Kurallarından [1] da faydalanabilirsiniz. 2. Dönem ödevi çalışma raporlarının teslimi derslerin son günüdür. Özür haftasına girmeden bütün raporlar teslim edilmek zorundadır. 3. Gruplar sırayla 5 er kişilik olarak hazırlanmıştır ve grup üyeleri arasında değişiklik yapılmayacaktır. Sadece gruplar kendi aralarında konularını değiştirmek isterlerse ilgili öğretim üyesinin bilgisi dahilinde bu konu değişikliklerine izin verilecektir. 4. Grup üyeleri iş bölümü yaparak veya hep birlikte çalışacaklardır. Çalışmaya hiçbir katkıda bulunmayan grup üyelerinin isimlerine sonuç raporunda kesinlikle yer verilmeyecektir. Bunun sorumluluğu ve takibi tümüyle grup üyelerine aittir. Grup çalışmasına katkıda bulunmayan üyeler olması halinde diğer grup üyeleri bu durumu en kısa zamanda (dönem sonunu beklemeden) ilgili öğretim üyesine bildirmekle yükümlüdürler. 5. Proje çalışma Raporunun 3., 4. ve 5. Bölümleri altında yer alacak olana çalışmalar yapılırken grup üyelerinin bir araya gelerek konuları enine boyuna tartışmaları faydalı olacaktır. 6. Bu açıklamalar, ve bu dokuman hazırlanacak rapor için bir örnektir. İsmail H. ALTAŞ www.altas.org 11