PIST ÖZEL AYDINLATMA SISTEMLERININ PLC VE SCADA ILE KONTROLÜ THE CONTROL OF RUNWAY SPECIAL LIGHTING SYSTEMS BY USING PLC AND SCADA SOFTWARE Doç. Dr. Đlhan TARIMER, Muğla Üniversitesi Muğla Uğur ARDIÇ, Devlet Hava Meydanları Đşletmesi, Muğla Öğr. Gör.Kadir Cengiz, Muğla Üniversitesi, Muğla Mehmet Öğün, Emniyet Genel Müdürlüğü, Muğla ABSTRACT ve ÖZET In this study, special lighting lampswhich are being used by airplanes at airports will be turned on and off and maderemotecontrol during take off and taxi on runways. To this end, an airport runway prototype will be made up. An interface, similar to this prototype, will be made up by using SCADA program an computer. Eventually PLC program will be created and realized the control of prototype Bu çalışmada hava limanlarında uçakların iniş ve kalkış esnasında kullandıkları pist özel aydınlatma ışıklarının kontrol ve kumandası yapılacaktır. Bu amaçla bir havalimanı pistinin prototipi oluşturulacaktır. Bu prototipe benzer bir ara yüz bilgisayar üzerinde SCADA programı ile oluşturulacak ve son olarak PLC programı yazılıp prototipin kontrolü gerçekleştirilecektir
1. GĐRĐŞ Pist özel aydınlatma sistemleri uçağın yaklaşmadan park sahasına kadar intikalinde ve apronda güvenli kalkış yapana kadar görsel olarak kullandığı sistemlerin tümüne, özel aydınlatma sistemleri adı verilir. Havaalanları kurulurken durumuna ve ihtiyaca göre pisti çeşitli kategorilerde yapılır. Her kategoride bulunan ışık sistemleri ve sayıları birbirinden farklıdır. CAT 1 pistinde PAPI ışıkları, 900 metre CAT 1 yaklaşma ışıkları, Eşik ışıkları, Pist sonu ışıkları, Pist kenar ışıkları, Taksi yolu kenar ışıkları mevcuttur[1]. CAT 2 pistinde ise PAPI ışıkları, 900 metre CAT 2 yaklaşma ışıkları, Eşik ışıkları, Pist sonu ışıkları, Tekerlek temas bölgesi ışıkları, Pist eksen ışıkları, Pist kenar ışıkları, Stop bar ışıkları, Flashing sistem, Kırmızı yanbar ışıkları, Taksi yolu kenar ışıkları, Taksi yolu eksen ışıkları, Taksi yolu yönlendirme levhaları bulunmaktadır [1]. Hava Meydanları, büyük köprüler, caddeler ve ışık şiddetinin sabit olması istenilen muhtelif iş sahalarında sabit akım regülatörleri kullanılır. Lambaların herhangi birinin bozulması neticesinde diğer lâmbaların sönmesi durumunu ortadan kaldırmak maksadıyla her bir lamba için bir izolasyon transformatörü veya kontak kullanılır. Pist ışıkları güvenlik açısından birer atlamalı olarak farklı iki trafoda bulunan farklı iki sabit akım regülatörü tarafından beslenir.[5] Bu çalışma, hava limanlarında uçakların piste inişte kullandığı yaklaşma, eşik, papi, pist ve taksi kenar gibi görsel yardımcı ışıkların kuleden kumandasının bilgisayar kontrollü olarak sağlamaya yöneliktir. Bu amaçla regülatörünkontrol ettiği yaklaşma, eşik, papi, pist ve taksi kenar ışıklarının kontrolü, SCADA programı kullanarak PLC aracılığı ile yapılacaktır. Uçuş trafiği açısından zaman önemli bir olgudur. Yapılması planlanan bu çalışma ile pist kumandası için harcanan zaman azalacak; uçak iniş pistinin kontrolü daha sağlıklı ve kolay bir şekilde yapılabilecektir. Böylelikle pist kumandası için harcanan zamanda uçaklarla muhabere, pistin muayenesi gibi işler yapılabilir. Ayrıca bunların yanında sistemleri açma kapama esnasındaki insan hatası en aza indirilebilecektir. Kullanıcılar açısından daha kolay görsel bir kullanım elde edilecektir.
3. PLC ve SCADA Otomasyon sistemlerindeki karmaşık kumanda problemleri PLC teknolojisi ile gerçekleştirilmektedir. Günümüzdegıda otomotiv, tekstil gibi alanlardaki üretim, otomasyon teknolojisi ile yapılmaktadır. Bu işletmelerde kullanılan makine ve teçhizatların kontrolünde PLC cihazları kullanılmakta; klasik kumanda elemanları yerine PLC mikroişlemcisinden yararlanılmaktadır. Tüm PLC ler temel olan bazı yapılardan ve parçalardan meydana gelir. Bu parçaların bir kısmı PLC nin donanımı ile geri kalanı ise PLC nin yazılımı ile ilgili olan programın fonksiyonel karakteristiklerinden oluşur. [2] Proses (Đşlem), Endüstriyel ve Bina Otomasyonunda kullanılan Programlanabilir Kontrolörler (PLC), Döngü Kontrolörleri, Dağıtık Kontrol Sistemleri (DCS), I/O Sistemleri ve akıllı sensorlar (kontrol ünitesi üzerinde bulunan) gibi çeşitli cihazlardan saha verilerini sürekli ve gerçek zamanlı olarak toplayan, tanımlanan kıstaslara göre bu bilgileri değerlendirmeye tabi tutup gerektiğinde kullanıcıya erken uyarı mesajları üreten, üretimi etkileyen çeşitli etkenlerin merkezi bir noktadan grafiksel veya trend olarak gözetlenmesini sağlayan ve sahadaki kontrol noktalarının uzaktan denetlenebilmelerine imkan sağlamak amacıyla kullanılan sistemler Denetleyici Gözetim ve Veri Toplama (SCADA "Supervisory Control and Data Acquisition") sistemi olarak tanımlanabilir. SCADA sistemlerinin birçok uygulama alanları vardır. Geniş bir coğrafya alanına yayılmış, bölgesel ve yerel tesislerin birçoğunda kullanılmaktadır. Başka sistemlere de alt yapı teşkil etmektedir. [3] 4. UYGULAMA PROTOTĐPĐ 4.1. Uygulama Yazılımı 4.1.1. PLC yazılımı Kurulacak sistemin PLC programını yazmak için bir PLC programlama editörüne ihtiyaç vardır. Biz çalışmamızda S7-300 PLC leri kullanacağız ve programlama editörü olarak SIMATIC manager step 7 v 5.4 programı kullanılacaktır. Bu kısımda kumanda edilecek sistemde kullanılacak giriş çıkış sayısı, programın boyut, hız haberleşme vb. özelliklerine göre CPU, kullanılacak donanım özelliklerine göre PLC yi besleyecek güç
kaynağı belirlenir. Dış bir ortamdan bilgi alınıp verilecekse haberleşme işlemcisi vb. elemanlar yazılımda uygun görülen alanlara yerleştirilir. Yazılımda tanıtılan elemanlar CPU ya yüklenerek yazılım ile donanımın sorunsuz çalışması sağlanır. Sonra sistemi kumanda edecek program yazılır CPU ya yüklenerek çalıştırılır. 4.1.2. SCADA yazılımı Uygulama programında SCADA yazılımı için SĐEMENS firması tarafından üretilmiş olan SĐMATĐC WĐNCC v7.0 programını kullanacağız. WINCC dünyanın ilk IHMI (insan ara yüzlü makine bütünleşmesi) yazılım sistemidir. WINCC nin kullanıma uyumlu parçaları, yeni uygulamalarla bütünleşmesine imkân sağlar. WINCC ile tüm işlem akısını çok kolay bir yoldan ve tüm yönleriyle otomatik olarak gözlemleyip, kontrol edilebilir. WINCC, görüntüleme işlemlerinin çözümü ve kontrol görevleri için birçok gerekli bilesen içerir. [4] Kontrol etmeyi planladığımız pist iki yönlü olarak çalışabilecektir. Yani istenirse 13 yönünde pist aktif olacak; istenirse 31 yönünde aktif olacak. Lambayı çalıştırmak için ilgili devrenin1 numaralı butonuna basmamız yeterli olacaktır. Şiddeti arttırmak için kademeler sırayla takip edilmelidir. Şekil 1 de uygulama SCADA ekranı gösterilmektedir. Şekil-1. Uygulamanın SCADA ekranı
Kontrolümüzde gece (Night) ve gündüz (day) modları yer almaktadır. Gece modunda gece aktif olasını istediğimiz ışıklar 2 şiddetinde, gündüz modunda ise gündüz aktif olmasını istediğimiz ışıklar 3 şiddetinde faal olacaktır. Pist yönü seçili değil ve pistte herhangi bir ışık devrede ise bu ışıkların çalışması engellenecektir. Pistin yönü seçilip gece modu tıklandığında pist ışıkları 1 er saniye aralıklarla devreye girecektir. Kapatıldığında ise yine 1 er saniye aralıklarla devreden çıkacaktır. Işıklar ister gece modunda ister gündüz modunda açılsın açılan ışıkların kademesini arttırıp azaltabilmeli veya ışığı istersek kapatabilmeliyiz. 4.2. Prototip oluşturulması Pist prototipi olarak 90x45 ebatlarında flexiglas tan SCADA kontrol ekranının birebir benzeri oluşturulmuştur. Şekil 2 de hazırlanan pist prototipinin şekli gösterilmektedir. Led olarak geniş açılı 1500-2000 mcd ışık veren mantar ledler kullanılmıştır. Şekil-1. Uygulama Prototipi
5.SONUÇ Bu çalışma ile bütün sistem bir bilgisayar ekranından izlenebilmekte ve herhangi bir değişiklik olduğunda bilgisayar ekranında görülebilmektedir. Örneğin herhangi bir devre SCADA dan değil de manüel açılıp kapatıldığında bilgisayar ekranında bu durum anında görülebilmektedir. Sistem PLC ile manüel kontrol özelliklerinin yanında SCADA programında oluşturulan otomatik gece ve gündüz modları ile kullanıcıya büyük kolaylıklar sağlayacaktır. Aynı zamanda insan hatası otomatik mod sayesinde minimize edilecektir. Örneğin kullanıcı pist ışıklarını açarken bir sürü ışık arasından bazı ışıkları açmayı unutmuş olabilir. Bu durum beraberinde olumsuzluklar meydana getirebilir. Aydınlatılmayan kör bir noktada uçak ya da araç kazası meydana gelebilir. Aynı şekilde ışıkları kapatırken bazı ışıkları kapatmayı unutması gereksiz yere enerji israfına neden olur Kullanıcı bazı durumlarda aceleci davranıp bir anda sistemi açmak isteyebilir bu durum sistemde ani yüklenmelere neden olup kesici ve şalterlerin açmasına neden olabilir. SCADA vasıtası ile oluşturduğumuz otomatik mod sayesinde tüm ışıklar belli kurallar çerçevesinde belli aralıklarla devreye girip çıkmaktadır. Bu çalışma sonucu göstermiştir ki PLC ve SCADA kullanarak yapılan kontrol ve kumanda klasik kumanda masası ile yapılan klasik kontrole göre birçok üstünlüğü bulunmaktadır. KAYNAKLAR [1] IKAO Anex14 Aerodromes Design and Operations (2009) [2] ÇITAK N., O.G. Şebeke Arızası Korumalarında PLC ile uzaktan kumanda ve kontrol (Yüksek Lisans Tezi), Fırat Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, (2005) [3] MEB (MEGEP)2007Elektrik Elektronik Teknolojisi SCADA programı Ankara128s. [4] Simatic HMI WINCC Başlangıç el kitabı [5] DHMĐ Pist Özel Aydınlatma Eğitimi