AKILLI STOK SİSTEMİ. 243405 Mustafa Kerem ARMUTCU. 243397 Mehmet SÖNMEZ DOÇ. DR. AYTEN ATASOY. Mayıs 2014 TRABZON

AKILLI STOK SİSTEMİ 243405 Mustafa Kerem ARMUTCU 243397 Mehmet SÖNMEZ DOÇ. DR. AYTEN ATASOY Mayıs 2014 TRABZON

AKILLI STOK SİSTEMİ 243405 Mustafa Kerem ARMUTCU 243397 Mehmet SÖNMEZ DOÇ. DR. AYTEN ATASOY Mayıs 2014 TRABZON

II

LĠSANS BĠTĠRME PROJESĠ ONAY FORMU Mehmet SÖNMEZ ve Mustafa Kerem ARMUTCU tarafından, Doç. Dr. Ayten ATASOY yönetiminde hazırlanan Akıllı Stok Sistemi başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir. Danışman Jüri Üyesi 1 Jüri Üyesi 2 : Doç. Dr. AYTEN ATASOY : Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM : Öğr. Gör. Oğuzhan ÇAKIR Bölüm Başkanı : PROF. DR. İSMAİL H. ALTAŞ

IV

ÖNSÖZ Bu kılavuzun ilk taslaklarının hazırlanmasında emeği geçenlere, kılavuzun son halini almasında yol gösterici olan kıymetli hocamız Sayın Doç. Dr. Ayten ATASOY a şükranlarımızı sunmak istiyoruz. Ayrıca bu çalışmayı destekleyen Karadeniz Teknik Üniversitesi Rektörlüğü ne, Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölüm Başkanlığına içten teşekkürlerimizi sunarız. Her şeyden öte, eğitimimiz süresince bize her konuda tam destek veren ailemize ve bize hayatlarıyla örnek olan tüm hocalarımıza saygı ve sevgilerimizi sunarız. Mayıs 2014 Mehmet SÖNMEZ Mustafa Kerem ARMUTCU V I

ĠÇĠNDEKĠLER LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU III ÖNSÖZ V İÇİNDEKİLER VII ÖZET XI SEMBOLLER VE KISALTMALAR XIII ŞEKİLLER DİZİNİ XV 1. GİRİŞ 1 2.TEORİK ALTYAPI 2 2.1. Otomasyon 2 2.1.1. Otomasyon Tarihi 2 2.1.2. Otomasyon Türleri 2 2.1.2.1. Sabit Otomasyon 2 2.1.2.2. Programlanabilir Otomasyon 2 2.1.2.3. Esnek Otomasyon 3 2.2.Kontrol Elemanları ve Türleri 4 2.2.1. Mikroişlemciler 4 2.2.2. PIC 5 2.2.3. PLC 5 2.2.3.1. PLC Temel Yapısı 6 2.2.3.2. PLC Uygulama Alanları 7 2.2.3.2.1. Sıra Denetimi Uygulamaları. 7 2.2.3.2.2. Hareket Denetimi Uygulamaları... 7 2.2.3.2.3. Süreç Denetimi Uygulamaları... 7 2.2.3.2.4. Veri Denetimi Uygulamaları 8 2.2.3.3. PLC lerin Avantajları 8 2.3. Depolama Sistemleri 9 VII

2.3.1. Depo Türleri 9 2.3.2. Sistem İçinde Ürün Taşıma Sistemi 12 2.4. PLC Seçimi 14 2.4.1. GEMO AR1-A PLC 14 2.4.2. Panasonic PLC 15 2.4.3. Siemens PLC 15 2.4.4. Schneider Electric PLC 15 2.5. PLC Giriş ve Çıkışları 17 2.5.1. PLC Girişleri 17 2.5.2. PLC Çıkışları 17 2.6. PLC Giriş ve Çıkış Elemanları 19 2.6.1. Giriş Elemanları 19 2.6.1.1. Şalter ve Butonlar 19 2.6.1.2. Fiziksel Sınır Anahtarları 19 2.6.1.3. Sensörler 19 2.6.1.3.1 Sensör Çeşitleri 20 2.6.1.3.1.1. Isı Sensörleri 20 2.6.1.3.1.2. Manyetik Sensörler 20 2.6.1.3.1.3. Basınç Sensörleri 21 2.6.1.3.1.4. Optik Sensörler 21 2.6.1.3.1.5. Ses Sensörleri 22 2.6.1.3.1.6. İndüktif Sensörler 22 2.6.1.3.1.7. Kapasitif Sensörler 22 2.6.1.3.2. Sensör Seçimi 22 2.6.1.3.2.1. Işığa Duyarlı LDR Alıcı Sensör. 23 2.6.2. Çıkış Elemanları 25 2.6.2.1. Çıkışı Kontrol Eden Lambalar 25 VIII

2.6.2.2. Kumandalı Valfler 25 2.6.2.3. Kontaktör ve Röleler 25 2.6.2.4. Motorlar 25 2.6.2.4.1. Step Motorlar 25 2.6.2.4.2. Servo Motorlar 26 2.6.2.4.2.1. AC Servo Motorlar 26 2.6.2.4.2.2. DC Servo Motorlar 27 2.6.2.4.3. Redüktörlü DC Motor 27 2.6.2.4.4. Motor Kontrol Devresi 28 2.7. PLC Programlama 30 2.7.1. PLC Programı Yapılırken İzlenmesi Gereken Yol. 30 2.7.2. Twidosoft Programı... 30 2.7.2.1. List Dili 31 2.7.2.2. Merdiven (Ladder) Diyagramları 31 2.7.2.3. Grafcet 31 2.8.Endüstriyel Otomasyonda Haberleşme Yardımcıları 32 2.8.1. Fieldbus 32 2.8.2. Profibus 32 2.8.3. Modbus 32 2.8.4. Ethernet 32 3.TASARIM 34 3.1. Bant Sistemleri 34 3.1.1. Sistem Blok Şeması 35 3.1.2. Ürün Tanıma 36 4. SONUÇLAR 38 KAYNAKLAR 39 EKLER 40 IX

EK-1. IEEE ETİK KURALLARI 40 EK-2. DİSİPLİNLER ARASI ÇALIŞMALAR 43 EK-3. STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU 44 EK-4. MALİYET TABLOSU 46 ÖZGEÇMİŞ 47 I X

ÖZET Teknolojinin gelişimiyle birlikte insan gücüne duyulan ihtiyaç azalırken, makineleşme hızlı bir şekilde talep görmektedir. İş sahipleri, kuruluşlarında daha fazla verim elde edebilmek adına otomasyon sistemlerinin her imkânından faydalanmak istemektedir. İlk kurulumunun masraflı olmasına rağmen otomasyon sistemleri ilerleyen zamanlarda kendi masraflarını amorti ederek, kuruluşu kara geçirmektedir. Tez konusu projede, otomasyonun her adımından faydalanılmıştır ve yapılacak stoklama sistematiği ile zaman ve alandan kar elde edilmiştir. Depolama sisteminde PLC ve konveyör sistemleri yardımıyla kullanıcıya, istediği noktalarda stoklama imkanı tanınmaktadır. Depolar, üretilen ürünün tüketiciye ulaşımında kullanılan geçici stok noktalarıdır. Otomasyon uygulanmayan klasik yöntem biçimli depolarda ürünler, raf sistemiyle stoklanmış ve ürün boşaltma/yükleme işlemi forklift denilen iş makineleri aracılığıyla yapılmaktadır. Tez konusu sistem, forklift makinelerinin uygulandığı sistemlerdeki iş gücü ihtiyacını ortadan kaldıracak ve daha verimli depo alanları açarak, komutlandırlmalı stok işlemi yapacak şekilde tasarlanmıştır. Proje; boyut sensörleriyle ürün tanımlama işlemiyle, insan hatalarını sıfıra indirerek, kuruluşun ihtiyaçlarını karşılamakta ve gereken programlamalar, yazılımlar ile stoklarda çevrimiçi kontrol ve müdahale imkânı sunmaktadır. Tez konusu AR/RS otomatik stoklama sistemi, dünya ve ülkemiz pazarında birçok firma ve şirket bünyesinde faaliyet göstermektedir. Sistem, depo edilen ürüne endeksli olduğundan geniş bir alanda kullanıcı bulmaktadır. Ürün modeli, tipi, boyutu ve mukavemetine göre farklı tipte depo ortamları, ürün taşıma bantları ve motor tipleri uygulanabilmektedir. Bu yönüyle sistem, çokça tercih edilmesinin yanı sıra, kullanıcıya güven vermekte ve geniş bir çözüm aralığı sunmaktadır. XI

XII

SEMBOLLER VE KISALTMALAR PBP PLC AC DC V A msn VA W us PC cds cdse NC NO hp mm IP I/O : Pic Basic Pro : Programmable Logic Controller : Alternatif Akım : Doğru Akım : Volt : Amper : Milisaniye : Voltamper : Watt : Mmikrosaniye : Bilgisayar : Kadmiyum Sülfür : Kadmiyum Selinür : Normalde Kapalı : Normalde Açık : Beygir Gücü : Milimetre : İnternet Protokol : Giriş/Çıkış XIII

XIV

ġekġller DĠZĠNĠ Tablo 1. İş-Zaman Çalışma Takvimi Şekil 1. Mikroişlemci yapısı Şekil 2: PLC temel yapısı Şekil 3. Proje konveyör bant sistemleri ve ahşap taban Şekil 4. Kasnak Sistemi Şekil 5. TWDLCAE40DRF ön cephe görünümü Şekil 6. TWDLCAE40DRF PLC girişleri Şekil 7. TWDLCAE40DRF PLC çıkışları Şekil 8. LDR'li Alıcı ve LED'li Verici Devre Şekil 9. Alıcı-Verici Devre Şekil 10. Röle Pin Yapısı Şekil 11. Redüktanslı DC motor Şekil 12. H Köprüsü Simülasyonu Şekil 13. H Köprüsü fiziki devresi Şekil 14. Twidosuit programının ladder diyagramı penceresi Şekil 15. Sisteme Ürün Girişi Şekil 16. Sistemden ürün çağırılması Şekil 17. Ürün Tanıma Devresi Çizelge 1. PLC çıkışlarının röle veya transistör olarak değişmesi halinde dikkate alınması gereken değerler. Çizelge 2. Röle durumlarına göre ürünlerin boyutlarını ifade eden sistematik XV

XVI

1. GĠRĠġ Gelişen teknoloji; günümüzde, yenilikleri ve kolaylıkları insanlığın hizmetine sunuyor. Makineleşmenin hızla arttığı sanayi uygulamalarında yeni ihtiyaçlar doğuyor ve kolaya indirgenmiş sistemlerin cazip hale geldiği günümüzde insan gücünün değeri eski önemini yitiriyor. İş kurucuları, en az maliyetle en fazla verimi alabilmek için ilerleyen zamanlarda kendi masraflarını amorti ederek, kuruluşu kara geçirecek her teknolojiye erişmeyi hedefliyor. Bu noktada teknoloji, insanlığa otomatik kontrol olanağını sağlıyor. Makinelerin otomatik olarak kontrol edilebileceği bir işyerinde kas gücünün ihtiyacı azalıyor ve verimlilik artış gösteriyor. Verim artışından memnun kalan iş kurucuları, işyerinden uzakta iken bu makinelerin çalışmasını denetleme şansını da bulabiliyor. Ve bu aşamada otomasyon tam anlamıyla devreye giriyor. Otomasyon iki aşamada sistemlere etki edebiliyor. İlk olarak; insan gücüyle makinelerin birlikte çalıştırıldığı sistemlerde, yarı otomasyon gözlemleniyor. İkinci olarak ise, sistemlerin işleyişlerinin tamamıyla makineler üzerine kurulduğu sistemlerde, tam otomasyon gözlemleniyor. Otomasyon; bilgilerin yeterliliğiyle, makineler üzerinden kendi kendiliğine otomatik bir ayarlama yapılmasını ve kontrol edilebilmesi halini belirtiyor. Bu derecede kolaylık sağladığından otomasyon seralardan güvenlik sistemlerine kadar her alanda sıkça kullanılıyor. Karadeniz bölgesinde oldukça yaygın olan çay fabrikalarında da otomasyon sistemlerini yoğun olarak görebilme imkânı vardır. Fabrikalara kurulan sistemlerle, iş yeri görevlileri istedikleri hemen hemen her bilgiye erişebiliyor. Sistemlerde oluşan arızalardan anında haberdar olup, arızaya müdahale fırsatı yakalıyorlar. Proje kapsamınca gerçekleştirilen işlemler Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. İş-Zaman Çalışma Takvimi EKİM KASIM ARALIK OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS AY YAPILAN Ġġ Proje ile ilgili ön araştırma Proje sisteminin simülasyon ve tasarımı Malzeme araştırması Malzeme alımı ve tedariki Mekanik aksamın inşası ve montajı Elektronik sistematiğin oluşturulması, Kontrol biriminin programlanması Sistem testi Bitirme tezi yazılması ve teslim edilmesi

2. TEORĠK ALTYAPI 2.1.Otomasyon 2.1.1. Otomasyon tarihi Otomasyonun tarihi çok eski değildir. İlk organize otomasyon endüstriyel devrimin sonrasında İngiltere de 18.yy ın ikinci yarısının sonlarında olduğu varsayılır. Son 200 yıldaki hızlı endüstriyelleşmede bazı önemli olaylar [1] yayınında belirtildiği üzere şöyledir: a. 1770 Endüstri devrimi b. 1900 Henry Ford ve üretim hatlarının oluşması c. Nümerik Kontrollü Takım Tezgâhları, 1952(ABD Hava Kuvvetleri, MIT) d. 960 Mikroçip bilgisayarların ani gelişimi e. CNC(Bilgisayar Destekli Nümerik Kontrollü) Takım Tezgâhları f. Endüstriyel Robotik gelişimi 1970 ler g. Bilgisayar Ağları 1970-1980 h. Geleceğin Fabrikası: Full otomatik Esnek İmalat Sistemleri 1990 lar 2.1.2. Otomasyon Türleri Otomasyon sistemleri üç kısımda incelenebilmektedir. 2.1.2.1. Sabit Otomasyon Sisteme etki edilmeden çalıştırılan otomasyon türüdür. Önceden ayarlanan sıralı işlemleri içerisinde bulunduran sistemlerdir. Örnek olarak; otomatik kapı kapanışı ve açılışı, asansör sistemleri, hol aydınlatma araçları verilebilir. 2.1.2.2. Programlanabilir Otomasyon Değişik ürün opsiyonlarını içerisinde bulundurup, sıralı sistemlerde program aracılığıyla kontrol imkanı sağlayan kodları ayarlatabilen sistemlerdir. Bu sistemler akış anında programdan aldığı komutları yorumlayıp uygulayabilir. Tez konusu sistem, bu otomasyon türü içerisindedir. 2

2.1.2.3. Esnek Otomasyon Bir sistem işleyişinde istenilen parçaların değiştirilme (ekleme-çıkarma) imkanı olan otomasyondur. Bu özelliğiyle genişletilebilir bir uygulamadır. 3

2.2. Kontrol Elemanları ve Türleri 1)Mikroişlemciler 2)PIC 3)PLC 2.2. 1. MikroiĢlemciler Girişine yazılan programı işleyerek amaçlanan çıkışlara ileten birimdir. Bilgisayarların beyni olarak nitelendirilebilirler. Şekil 1 ile gösterilen mikroişlemciyi, üç temel kısımda inceleyebiliyoruz. a. Merkezi İşlem Birimi (Central Processing Unit-CPU ): Bellekten komutları alır ve gereken işlemleri uygular. Sistemin beyni olarak kabul edilebilir ve diğer birimlerle iletişim bu kısım üzerinden sağlanır. b. Program ve Veri Hafızaları c. Giriş ve Çıkış Birimleri: Kullanıcının veri girebildiği kısım giriş, uygulanan işlemler sonrasında sonuçların dış ortama aktarıldığı kısım çıkıştır. Şekil 1. Mikroişlemci yapısı 4

2.2.2. PIC Kelime açılımı Peripheral Interface Controller olup, Microchip firmasının geliştirdiği mikroişlemci serisidir. Çok fonksiyonlu mantık uygulamalarının hızlı ve ucuz şekilde yazılımı amacıyla üretimine ihtiyaç duyulmuştur. İlk olarak 16 ve 32 bitlik işlemcilerin giriş-çıkış yükünü denetlemek ve azaltmak hedefiyle piyasaya sunulmuştur. PIC ler bilgisayara USB veya portlar ile bağlanıp, uygun yazılımın yüklenmesiyle ASM veya PBP (Pic Basic Pro) gibi programlama dilleriyle Windows altında programlanabiliyor. 2.2.3. PLC Otomasyon sistemleri tasarım açısından üç kısımdan oluşur. Bunlar; endüstriyel kumanda sistemleri, geri beslemeli kontrol sistemleri ve veri iletişim sistemleridir. Endüstriyel kumanda sistemleri, üretim birimlerinin çalışma şartlarını kontrol eden lojik mantıklı sistemlerdir. Geri beslemeli kontrol sistemleri, üretim sistemlerinin bozucu etkiler karşısında istenilen değerler seviyesinde işlevini sürdürmesini sağlayan sistemlerdir. Veri iletişim sistemleri ise birimler arası veri iletimini ve akışını sağlayan yazılımsal ve donanımsal sistemlerdir. PLC (Programmable Logic Controller), günümüz otomasyon sistemlerinin her üç kısmında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Programlanabilir lojik kontrolör, otomasyon sistemlerinin kontrol ve kumanda elemanlarını gerçeklemeye uygun, yeterli sayıda giriş ve çıkış birimleri, iletişim arabirimi ile donatılmış kontrol yapısına uygun bir sistem yazılımı altında çalışan bir endüstriyel bilgisayar olarak tanımlanabilir. İlk ticari PLC, 1969 yılında Modicon firması tarafından geliştirilmiş ve röleli kumanda sistemlerine alternatif olarak düşünülmüştür. İlk PLC 'nin endüstride yakaladığı başarının ardından Allen-Bradley, GEC, General Electric, Simens gibi firmalarda orta maliyette yüksek performanslı PLC' ler üretmişlerdir. PLC' lerin otomasyon alanında yaygınlaşması Omron, Mitsubishi ve Toshiba gibi firmaların düşük maliyetli yüksek performanslı PLC' ler üretmesiyle gerçekleşmiştir. Günümüzde üretimde olan PLC' ler donanımsal olarak hayli gelişme göstermiştir. Giriş-çıkış sayıları, program belleği işlem yeteneği ile başlangıç modelleriyle kıyaslanamayacak seviyeye yükselmişlerdir. Günümüzde üretilmekte olan PLC modellerinin çoğu hem endüstriyel kumanda sistemlerinde hem de kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılmasına olanak sağlayan yeterli donanım ve yazılıma sahiplerdir. PLC' leri endüstriyel otomasyonda ön plana çıkartan unsurlar şöyledir: a. Röleli sistemlere oranla daha az yer kaplarlar. 5

b. Kolay bakım ve yüksek güvenilirlik sağlarlar. c. Bilgisayarla haberleşme olanağı olduğundan otomasyonda tercih edilme ihtimali doğurur. d. Arıza olasılığı düşük olup iki arıza arası 9000 saat civarıdır. e. Kötü çevre şartlarında yüksek verimde çalışabilme olanağı diğer sistemlere oranla çok yüksektir. 2.2.3. 1. PLC Temel Yapısı PLC genel yapısını üç kısma ayırabiliriz: 1)Giriş birimi 2)İşlemci birimi 3)Çıkış birimi 3.3.1.1. Giriş Birimi, kontrolü amaçlanan sistemin, sıcaklık, basınç, miktar gibi algılayıcılardan gelen işaretlerin alındığı kısımdır. Örnek olarak; herhangi bir elementi algılayan algılayıcılar, ısıyı algılayan termal algılayıcılar verilebilir. 3.3.1.2. İşlemci Birimi, giriş biriminden alınan bilgiyi iletilen programına göre işleyerek sonucunu çıkışa aktaran işlem birimidir. 3.3.1.3. Çıkış Birimi, işlemci biriminin belirlenen programa göre işlediği giriş verilerinin sonuçlarını denetleyebilmek için kontrol işareti üreten kısımdır. Şekil 2 ile ifade edilen PLC temel yapılanmasının kullanıldığı başlıca sistemlere örnek olarak; ısının yayılması, ışığın dağıtımı, motor çalışma sistemi, uyarı verici sistemler verilebilir. Giriş İşareti Giriş Birimi Giriş Görüntü işlemci Çıkış Görüntü Çıkış Birimi Çıkış İşareti Belleği Belleği Bellek Şekil 2: PLC temel yapısı 6

PLC' nin temel donanımsal elemanları ise işlemci, bellek, sistem belleği, giriş görüntü belleği ve çıkış görüntü belleğidir. İşlemci, kullanıcı programını PLC' nin sistem programı altında yürüten, PLC' nin çalışmasını düzenleyen ve bu işlemleri yapabilmesi için gerekli donanıma sahip olan en önemli elemandır. Bellek, PLC' nin işletim sisteminin bulunduğu sistem program belleği, kullanıcı programının bulunduğu program belleği ve veri belleği olarak üç kısımdan oluşur. Sistem belleği, PLC işletim sistemi programının bulunduğu bellek alanı, program belleği ise kullanıcı tanımlı programın bulunduğu bellek alanıdır. Giriş görüntü belleği, giriş biriminden gelen işaretin durumunun saklandığı bellek alanıdır. Çıkış görüntü belleği ise çıkış büyüklüklerinin saklandığı bellek alanıdır. 2.2.3.2. PLC Uygulama Alanları Birçok sektörde kullanılan ve kontrol mühendisliğinin vazgeçilmezi olan PLC' lerin uygulama alanları dört grup olarak ayrılmaktadır. 2.2.3.2.1. Sıra Denetimi Uygulamaları Röleli sistemlere benzer sistem uygulamalarıdır. Bir bantta konum sıralı çalışan elemanların sırasının belirlenmesi, paketleme makinelerinde, modern asansör sistemlerinde denetleyici olarak (hangi katlarda hangi sırayla durulacağı) uygulama alanları belirtilebilir. 2.2.3.2.2. Hareket Denetimi Uygulamaları PLC ile lineer ve devingen sistemlerin birleştirildiği sistemlerdir. Örnek olarak yoğunlaştırılmış kükürt, metal kesim ve şekil verimi, montaj motorları denetimi verilebilir. 2.2.3.2.3. Süreç Denetimi Uygulamaları PLC' lerin fiziki parametreleri (sıcaklık, nem, basınç, hız, vb.) denetlediği sistemlerdir. Sanayi fön araçları, ısıtma fırınları uygulama alanlarındandır. 7

2.2.3.2.4. Veri Denetimi Uygulamaları İşletmedeki işleyiş sürecinde oluşacak verilerin gerektiği şekilde toplanıp komutlandırılmasıdır. Malzeme sistemlerinde, metal işleme gibi alanlarda uygulanır. 2.3.3.3. PLC lerin Avantajları a. Esneklik, PLC bellekleri arttırılabilir ve programlarında kolayca değişiklik yapılabilir. b. İşlem Hızı, PLC aritmetik işlemlerden oluşan programı hızlı ve güvenilir şekilde işleyip sonuç verebilir. c. Görüntüleme, PLC programı ve sistemin çalışması çoğu durumda ara yüze ihtiyaç olmadan ekrandan izlenebiliyor. Büyük bir artı olarak da eski çalışma halleri otomatik olarak incelenebiliyor. Mikroişlemcilerin daha ucuz olmasına rağmen, elektronik tasarım amacıyla kaybedilen zamanın fazla olması, aynı zamanda tez konusu sistemde; endüstriyel ortamların zor koşullarına ( açık hava depoları, soğuk hava depoları, vb.) PLC' lerin daha dayanıklı olması sebebiyle, kontrol elemanı olarak PLC tercih edildi. 8

2.3. Depolama Sistemleri Depolar, üretilen ürünün tüketiciye ulaşımında kullanılan geçici stok noktasıdır. Depolar üretici ve üretici tesisine hususi olduğu gibi özel inşa edilmiş özel yönetimli depolarda mevcuttur. Otomasyon uygulanmayan klasik yönetim biçimli depolarda ürünler raf sistemiyle stoklanmış ve malzeme/ürün yükleme/boşaltma işlemi forklift denilen iş makineleri aracılığıyla yapılmaktadır. Ayrıca bu tip depolarda ürünler depo rampaları adı verilen girişlerden üretici tesisinden ürünü nakliyat araçları ile ürün alımı ve aynı yolla ürün çıkışı sağlanır. Depo yönetimi, Depo Müdürü unvanı taşıyan bir tedarik zinciri uzmanı tarafından yürütülür. 2.3.1. Depo Türleri Depo türleri başlıca şöyle sınıflandırılabilir: a. Hava şartlarından korunma derecesine göre b. Ürün çeşidi ve özelliklerine göre c. Mülkiyet şekline göre d. İşletme fonksiyonuna göre e. Coğrafi konumuna göre f. Otomasyon düzeyine göre Hava şartlarında korunma derecesine depolar üç sınıfa ayrılır. Açık hava depoları, kapalı depolar ve soğuk hava depoları. Depolanacak ürün, malzemeye göre tercih uygun depo türü tercih edilir. Ürün çeşidi ve özelliklerine göre depolar beş sınıfa ayrılır. Hammadde depoları, yarı mamul depoları, tamamlanmış ürün depoları, gıda depoları ve tehlikeli madde depoları. Mülkiyet şekline göre depolar dört sınıfa ayrılır. Özel depolar, kamu kurum ve kuruluşlara ait depolar, kontratlı depolar ve finansal kiralama depoları. İşletme fonksiyonuna göre depolar dört sınıfa ayrılır. Lojistik depoları, dağıtım depoları, genel saklama depoları ve hizmet depoları. Coğrafi konumuna göre depolar üç sınıfa ayrılır. Merkezi depolar, bölgesel depolar ve transit depolar. Otomasyon düzeyine göre depolar üç sınıfa ayrılır. Geleneksel depolar, yüksek yoğunluklu depolar ve otomatik depolar. Tez konusu sistemde uygulanacak yöntem otomatik depolar sınıfa girmektedir. 9

Otomatik depolar [2] yayınında belirtildiği gibi, ürün stok yönetimi ve stok sistemi üzerindeki insan faktörünü en aza çekmektedir. Otomatik depolarda uygulanan işlemlerin tamamına yakını kontrol elemanı olan bilgisayar ve elektronik altyapı tarafından sağlanmaktadır. Otomatik depolarda uygulanan sistem sayesinde hata ve kayıplar en aza çekilerek büyük oranda verim artışı elde edilmektedir. Otomatik depolarda uygulanan sistem beraberinde mekanik ve bilişim sistemlerinden kaynaklı bakım maliyetini de getirmektedir. Stok sistemleri; iş kurumlarında ürünün muhafazasını, dağıtımını, teslim edilmesini, potansiyel tüketicinin memnuniyetini etkileyen bir sistematik olarak piyasada yer buluyor. Stok operasyonu; hızlı, hata olmadan, malzemede hasar bırakmayacak şekilde, istenilen kontrol alanında, ölçümlerle yapılmalıdır. Hatalı durumlarda sorunların sebepleri, çıkış yeri ve öngörüsü bilinmelidir. Stok sistemlerinde malzeme girişi ve çıkışları da hızlı yapılması gereken unsurlardandır. Ancak yük ağırlığı arttıkça bu işlem zorlaşmaktadır. Hareket imkânı fazla olan otomatik palet ve paket sistemleri depo otomasyonlarında önemlidir. Bu sistemler yerine, insancıl sistematiklerin kullanımı verimi negatif etkilemekte ve belirtildiği üzere yüksek hatalara yol açmaktadır Proje; boyut sensörüyle ürün tanımlama işlemiyle, insan hatalarını sıfıra indirerek, kuruluşun ihtiyaçlarını karşılamakta ve gereken programlamalar, yazılımlar ile stoklarda çevrimiçi kontrol ve müdahale imkânı sunmaktadır. Endüstriyel alanlarda depolama işlemlerinde; a. Depo türüne, işletme sistemine, ürün hızına, hareket ve ambalaj tipine uygun yazılım ve bilgi sistemi kurulmalıdır. b. Bilgi işleyişi kesintisiz olmalı, otomatik talimatlandırma ile bilgi analizi yapılabilmelidir. c. Malzeme girişi, yerleşimi ve çıkış işlemleri sözel alıntılarla değil, bir sistem üzerinden takip imkanı olan ve otomatik olarak kontrol edilebilen işlemlerle sağlanmalıdır. Bu işlemler depo kullanıcısına mutlak üstünlükler sağlayacaktır. Akıllı Stok Sistemi temelde bir otomatik depolama sistemidir. Sistem; ürün algılama, ürün adresleme, sisteme giriş yapan ürünü bellekteki adresine ulaştırma, sistemden kullanıcı girişli çağırılan ürünü adresten kullanıcıya ulaştırma ve tüm bu işlevleri insan faktörü olmadan sistem algılayıcıları ile ölçerek kontrolör kontrolünde gerçekleştirmektedir. Sistem geleneksel depolama sistemlerine (forklift, insan gücü vb.) alternatif ve yenilikçi bir bakış açısı katmak için geliştirilmiştir. Geleneksel yöntemlerle depolamadan kaynaklanan kayıplar (depo alanı kaybı, zaman kaybı vb.) bu sistemle giderilmiştir. Sistem yöntem kayıplarını azaltmak istediği gibi depo türlerine göre farklı açılardan verim artışı da sağlamaktadır. Örneğin; bir soğuk hava deposunda düzenli ve sık giriş yapılmasından dolayı enerji kaybı söz konusudur. Uygulanacak sistemle depoya insan ve 10

araç girişi minimuma indirgenmektedir. [3] yayınında belirtildiği üzere bu sayede enerji kaybı minimuma çekilmektedir. Diğer bir örnekte de yüksek güvenlik isteyen ürünlerin depolanmasında sistem insan faktörünü en aza indirgediği için güven ortamı sağlanmaktadır. Ülkemizde ve diğer dünya ülkelerinde depolama alanında çalışan birçok firma mevcuttur. Dünyada bunların başında SSI SCHAFER, APC storage solutions gelmektedir. Ülkemizde bu alanda çalışan başlıca firma TEMESİST raf firmasıdır. SSI SCHAFER, alman lojistik şirketi olup depolama alanında birçok ürün ve uygulamaya sahiptir. Firma, otomatik depolama sistemleri alanında da hizmet vermektedir. Firmanın uygulamakta olduğu akıllı kontrol sistemi ürün girişi, sisteme girilen ürünün stok bölgesine ulaşımı, ürün adresleme, kullanıcı tanımlı çağırılan ürünün sistemden kullanıcıya aktarımı ve stok takip sisteminden oluşmaktadır. Barkodlanan ürün [4] web sitesinde belirtildiği gibi, sisteme girdiğinde barkod okuyucular yardımıyla tanımlanır, ardından ürün palet ve palet-asansör mekanik sistemleriyle PLC kontrolünde stok bölgesine ulaştırılır ve depoda uygulanan stok yöntemiyle stoklanır. Kullanıcı tanımlı çağırılan ürün önceden sistemde kayıtlı stok bölgesinden mekanik sistemler vasıtasıyla kullanıcıya aktarılır. Tüm bu işlemler stok takip programı altında yürütülür ve ürün-stok durumu düzenli olarak denetlenir. Firmanın uygulamakta olduğu sistem hafif yük ve kırılabilir ürünler için elverişlidir. Sistemde yatay raf depolama uygulandığından ürünler yan yana istiflenir. Akıllı Stok Sistemi ise derinlemesine depolama uygulanmakta ve ağır yüklere hitap etmektedir. APC storage solutions lojistik firması otomatik depolama sistemleri alanında kullanıcıya yönelik çözümler sunmaktadır. Firmanın otomatik depolama sistemleri alanında uygulamakta olduğu sistem pallet moles (palet köstebekler) sistemidir. Uygulanan sistem raf şeklinde dizayn edilen raflar içersinde raf boyunca yol alabilen ve altında bulunduğu ürünü kaldırıp beraberinde taşıyabilen bir robot ve robotun raflar arasında taşınması için forklift benzeri iş makinelerinden oluşmaktadır. Sistem raf yapısı kullanıcının depolamak istediği ürüne göre ayarlanabilmekte ve çeşitleri mevcuttur. TEMESİST [5] websitesindeki tanıtımıyla, ülkemizde depolama sistemleri alanında faaliyet gösteren ve bu alanda ülkemizde yenilikçi bir firmadır. Temesist, aralarında otomatik depolama sistemlerinin de bulunduğu, depolama alanında on farklı sisteme sahiptir. Bunlar, sırt sırta raf sistemleri, hafif ve orta yük rafları, yüksek irtifa rafları, mezzanin sistemleri, dış giydirme, konsol kollu raflar, drive-in (içine girilebilir raflar), paletli kayar raflar, kutulu kayar raflar ve AS/RS akıllı depo sistemleri dir. Bunların arasında drive-in (içine girilebilir raflar) ve AS/RS akıllı depo sistemleri otomatik depolama alanında hizmet vermektedir. İçine girilebilir raflar/drive-in, derinlemesine raf üzerinde ürünlerin raf koridoru boyunca düzenli ve sık bir biçimde istiflenmesini sağlayan, raf tabanı da bulunan raf üzerinde koridor boyunca ilerleyebilen ve altında bulunduğu ürünü kaldırıp indirebilen bir robot platformdan oluşmaktadır. Drive-in de raflar derinlemesine inşa edilmesinden dolayı 11

son giren/ilk çıkan ürün mantığıyla çalışmaktadır. Yani rafa yerleştirilen ilk ürünü raftan çıkartmak için diğer ürünlerin boşaltılması gerekmektedir. Diğer bir tasarım türü olan Drive-in-through da raflar iki yönlü girişe sahip olduğu için ilk giren-ilk çıkan ürün mantığıyla çalışmaktadır. Tez konusu sistemin bu tasarımdan en büyük farkı tüm kontrol ve stok işlemlerinin kontrolör kontrolünde gerçeklenmesidir. Akıllı Stok Sisteminde raf sistemi olarak palet raf sistemi kullanılmaktadır. AS/RS akıllı depo sistemleri [5] web sitesinde belirtildiği gibi, büyük hacimli ve ağır yüklerin depolanmasında, depo alanının yetersiz olduğu ve depolama yoğunluğunun yüksek olduğu durumlarda tercih edilmektedir. Üretim ve dağıtım firmaları bu yöntemi tercih etmektedirler. Bu tip firmalarda ürün/malzeme stok bekleme süreleri kısa tutulduğu için sisteme ürün giriş çıkışları hızla gerçekleşmesi ve stok takibinin kolay ve pratik olması için AS/RS sistemi tercih edilir. Sistem mekanik aksam olarak ürün giriş-stoklama-çıkışını sağlayacak ray, palet sistemleri, yük asansörü sistemleri ve gerekli sensörlerden oluşmaktadır. Barkod okuyucu tarafından tanımlanan ürün sistemde kayıtlı stok bölgesine mekanik sistem vasıtasıyla ulaştırılır, kullanıcı tarafından çağrılan ürün yine mekanik sistem yardımıyla stok noktasından kullanıcıya ulaştırılır. Tüm bu işlemler PLC kontrolünde gerçekleşir ve stok takip sistemi tarafında tüm ürün giriş çıkışları düzenli bir şekilde denetlenir ve kayıt altına alınır. Temesist, bu uygulamasında hem hafif hem ağır yüklere yönelik tasarımlar gerçeklemiştir. Akıllı Stok Sistemi PLC kontrolörlü olduğu için bu sistemle benzerlik göstermektedir. 2.3.2. Sistem Ġçinde Ürün TaĢıma Sistemi Sistem içersinde [6] yayınındaki bilgilerden faydalanılarak, ürünün taşınması için bant sistemi kullanılmıştır. Prototip sistemde toplamda altı adet farklı boyut ve uzunlukta bant konveyör kullanılmıştır. Bunlardan üç adedi raf, bir adedi sistem giriş çıkış bandı ve iki adette raflama bandı bulunmaktadır. Şekil 3 ile sistem yapısı görülmektedir. Şekil 3 ile görülmekte olan numaralandırılmış bantların sırasıyla görevleri şöyledir: a. 3,4,5,6 numaralı bantlardan ürün alıp-verme işlemi yapmaktadır. Bant, 2 numaralı banda sabitlenmiş ve yatay olarak hareket ettirilebilmektedir. b. 1 numaralı bandın 3,4,5,6 numaralı bantlar önünde konumlanmasını sağlamaktadır. c. Ürün giriş-çıkış bandı. Ürünler bu bant üzerinde tanımlanmakta ve sisteme giriş-çıkışı sağlanmaktadır. d. Bir numaralı ürün raf içi bandı e. İki numaralı ürün raf içi bandı f. Üç numaralı ürün raf içi bandı 12

Şekil 3. Proje konveyör bant sistemleri ve ahşap taban Bant konveyörler millerine kasnak yardımıyla bağlanmış, şekil 11 ile görülen 24V luk relüktörlü DC motorlar sayesinde hareket edebilmektedir. Şekil 4 ile de kasnak sistemi görülebilmektedir. Şekil 4. Kasnak Sistemi Sistem içersinde kullanılan bant konveyörler, demir iskeletin iki ucundaki miller üzerine geçirilen plastik kaplama ve iskelet sonuna bilezikle sabitlenmiş, mile kasnak sistemiyle bağlanan 24V luk relüktörlü DC motorlardan oluşmaktadır. Bant konveyörlerin inşasında yardım alınan kişi ve kurumlar Disiplinler Arası Çalışma bölümünde belirtilmiştir. 13

2.4. PLC Seçimi Piyasada firmaların ürettiği birçok PLC türü bulunmaktadır. Her firmanın PLC sinin birbirlerine göre üstünlükleri ve eksiklikleri bulunmaktadır. Bir PLC fiziki olarak ön plana çıkarken diğer PLC teknik kapsam bakımından albenisini artırmaktadır. Proje ye uygun PLC seçilirken öncelikli olarak kontrol edilecek mekanizmanın malzeme listesi çıkarıldı, çalışma standartları belirlendi. PLC seçimi yapılırken aşağıdaki şartlar irdelenerek kesin sonuçlara ulaşılmıştır. a. PLC çıkış tipinin röleli, transistörlü olma durumuna, b. PLC giriş ve çıkış sayılarının mekanik sistem ihtiyacını karşılayabilme olanağına, c. Sayıcı giriş adedine, d. Programlanabilme ölçütlerine, e. Uygulama komutlarının niteliğine, f. Yetersizlik durumunda genişletilebilir modül olanaklarına, g. Haberleşme protokolleri ve iletişim olanaklarına, h. Garanti koşullarının yeterliliğine, i. Ürünün sipariş teslim zamanına, dikkat edilmiştir. Projede kullanılmak üzere ve stoklama sisteminde diğer birimleri en iyi yönetebilecek, kullanıcı isteklerine en iyi şekilde hitap edebilecek PLC seçiminde, incelenen firmalar ve ürünleri aşağıda belirtilmektedir. 2.4.1. Gemo AR1-A PLC Kendi markasıyla aynı adı taşıyan PLC lerin özellikleri: a. Merdiven sistemiyle programlanabilme, b. Bilgisayar ortamında ücretsiz çalışan grafik altyapılı merdiven operatörü, c. 12 giriş ve 8 çıkış imkânı, d. 4 tanesi zaman seçmeli olan 16 adet röle, e. 10 msn tarama süresi, f. Bilgisayar ile tasarlama, kontrol ve program aktarım imkanı, g. Şifreleme ve dil seçim imkânı, h. 100-240 V AC ve 18-32 V DC kaynak besleme seçenekleri, i. 12 VA-8 W dan küçük güç tüketimi, j. 0-50 ⁰C sıcaklıklarında çalışma olanağı. Bu PLC, [7] katoloğunda belirttiği özellikleriyle, fiyat ve tasarım açısından uygun olmasına rağmen tez konusu proje altyapısını kaldıramayacağı için ve tarama süresinin piyasadaki diğer ürünlere oranla daha fazla olduğu için, istenen bağlantılarda yeterli verimi veremeyeceği için tercih edilmemiştir. 14

2.4.2. Panasonic PLC Panasonic markası PLC konusunda ürünlerinde kaliteli hizmet sunmaktadır. Geliştirilen kompakt yapı içinde, yüksek hızda sayıcılar ve çoklu çıkış özelliklerini sunan Panasonic USB portlu modbus imkânı ile projelerde ön plana çıkmaktadır. Ethernet, profibus yardımcılarının da uygulanabilir olması haberleşmenin sorunsuz tanımlanmasına olanak sağlamaktadır. Panasonic PLC lerde [8] kataloğunda belirtildiği gibi manyetik alan ve frekans koruması vardır. Sapmaları bu özellikleri sayesinde az olmaktadır. 2.4.3. Siemens PLC a. Basit kurma, tasarlama ve işletme, b. Fiziksel avantajlar ve sağlam yapılanma, c. Basit ve karışık kontrol imkânıyla otomasyonda ön plana çıkma, d. Az maliyetle yüksek verim, e. Güçlü iletişim (profibius), f. Bütün kullanıcılar için ayrı ayrı komutlandırılabilme imkânı, g. MicroWin ile programlanabilme desteği vardır. Ek olarak USB/PPI kablosuna gereksinim vardır. Siemens s7200 [9] kataloğundaki bilgilerden anlaşılacağı üzere, uzak mesafelerden bile sapma yapabilmektedir. Kullanıcıya mikrodalga, stok sistemleri, depolar gibi otomasyonu istenen yapılanmalarda kullanım sıkıntısı yaşatmaktadır. 2.4..4. Schneider Electric PLC a. 24 giriş, 14 röle 2 transistör olmak üzere 16 çıkış imkânı, b. 7 parça takılabilme imkânı, c. Yüksek verim imkânı, d. Fiziki sağlamlık ve iletişimde duraksızlık imkânı, e. Klemens ile bağlantı imkânı vardır. f. Gerçek zamanlı saati ve dahili etherneti içerisinde bulundurmaktadır. 15

g. Twido PLC ler, Modbus, Remote link, Canopen, Ethernet haberleşme yollarını kullanmaktadır. Twido PLC türü scada sistemleriyle uyumu, programlanabilme avantajları ve otomasyon sistemlerinde yeniliklere ayak uydurabilmesiyle ön plana çıkmaktadır. Twido serisi PLC ler artık güncellenmeyen Twidosoft ve ücretsiz olarak benzetim imkânı sunan Twidosuite yazılımlarıyla tasarım imkânı sunmaktadır. Tez konusu projede; piyasadaki diğer PLC lerden üstün olması, yazılımlarının kullanılabilirliği, simülasyon imkanı ve programın sürekli yazılıp silinerek taranması ve işletilmesi nedenleriyle, Şekil 5 ile gösterilen, Schneider-Electric ürünü olan ve [10] websitesi kataloglarında özellikleri belirtilen, 24 giriş, 16 çıkış uçlu Twido PLC (TWDLCAE40DRF) tercih edilmiştir. Şekil 5. TWDLCAE40DRF ön cephe görünümü 16

2.5. PLC GiriĢ ve ÇıkıĢları 2.5.1. PLC GiriĢleri PLC girişleri 1 bayt ile tanımlanmaktadır. Giriş 8 li gruplar halinde artarak uyuglamada yer bulur. Bilgiler PLC formatında tanımlanacak olursa; X0/X1/X2/X3/X4/X5/X6/X7 : 0 7 arasındaki 8 girişi ifade eder. PLC girişlerinin çalışabilmesi için, giriş uçlarına 24 V DC uygulanması gerekir. Şekil 6 ile TWDLCAE40DRF PLC girişleri gözlemlenmektedir. Şekil 6. TWDLCAE40DRF PLC girişleri 2.5.2. PLC ÇıkıĢları PLC çıkışları röleli ve transistörlü olarak 2 tiptir. Röle çıkışları motorların sürülmesi gibi ani açma kapama isteyen mekanizmalarda kullanılır. Valf sürülmesi, kontaktör çalışması gibi işlemlerle röle çıkışlı PLC örneklendirilebilir. Transistör çıkışlı PLC montajında dikkat edilmesi gereken husus, DC güç kaynaklarının negatif uçlarının, PLC sisteminin ortak uçlarına bağlanmasıdır. Çıkış Bağlantıları Yapılırken Dikkat Edilmesi Gereken Unsurlar: a. PLC röle çıkışlıysa, çıkışların ortak ucu 0 V ve 24 V DC, transistör çıkışlıysa, çıkışların orta ucuna 0 V DC bağlanmalıdır. 17

b. Yükler; transistor çıkışlı PLC ye 0.3 A değerinden, röle çıkışlı PLC de ise 1.5 A değerinden az akım çekecek şekilde bağlanmalıdır. Şekil 7 ile TWDLCAE40DRF PLC çıkışları gözlemlenmektedir. Şekil 7. TWDLCAE40DRF PLC çıkışları PLC çıkışının hangi durumda nasıl etki vereceği Çizelge 1 ile gösterilmektedir. Çizelge 1. PLC çıkışlarının röle veya transistör olarak değişmesi halinde dikkate alınması gereken değerler. ÇIKIŞ GRUPLANDIRMASI Çıkış Tipi Röle Transistör Akım Derecelendirmesi 1.5A-1 birim 0.3A-1 birim Gerilim 250 V AC altı, 30 V DC 30 V DC Derecelendirmesi Eşik Yüklenme Değeri Endüktif - Resistif - 9 W 75VA 90 w Tepki Süresi 9ms-10ms 15-20 us 18

2.6. PLC GiriĢ ve ÇıkıĢ Elemanları 2.6.1. GiriĢ Elemanları 2.6.1.1. ġalter ve Butonlar Kontak durumunu dışarıdan yapılabilecek müdahaleler dahilinde değiştiren elemanlardır. Örneğin; basmalı tip, dokunmatik tip, ışıklı tip, açma-kapama şalteri, başlatma-durdurma anahtarı vb. 2.6.1.2. Fiziksel Sınır Anahtarları Mekaniksel etkiler ile kontak konumları değişen elemanlardır. Sistem içerisindeki yapılanmaların, konumunun tespiti ve eşik seviyelerini ( çalışma aralıkları) belirlemek amacı ile kullanılırlar. Örneğin; stok sistemindeki, depo rafının, kapısının açık, kapalı olmasının incelenmesini gerçekleştirir. 2.6.1.3. Sensörler Birçok fiziksel değeri (sıcaklık, basınç, ivme, aydınlık, kütle, renk, boyut, vb.) algılayan aygıtlara sensör denir. Günümüzde birçok sensör çeşidinden bahsedilebilir. Sensör aracılığıyla alınan veriyi elektrik enerjisi olarak dönüştüren aygıtlara da transdüser denir. Sensör ve transdüser kavramlarını birbirinden ayırmak yanlış olur. Öğle ki, yaşadığı alanlarda, insanlara birçok alanda kolaylık ve fayda sağlayan bir birliktelik olarak teknolojideki önemini gösteriyorlar. Bu aygıtlar endüstride denetleme, koruma ve işletme gibi geniş kapsamlı bir kullanıma sahiptirler. Otomatik açılıp, kapanan kapılar, musluklar, araçlarda hava yastıkları, kamera takip sistemleri gibi her alanda kullanılmaktadırlar. Sensörlerden alınan bilgiler, elektriksel enerjiye çevrildikten sonra devreler ile harmanlanarak ve kontrol edilerek kumanda edilebilmektedir. Böylece günümüzde, endüstri ve tez konusu sistemde olduğu gibi otomasyonda işlemleri kolaylaştırmaktadır. Bir sensör sinyal ve gerilim üretme durumuna göre sırasıyla dijital ve analog olarak ayrılmaktadır. Dijital sensörler sinyal üretim işini transistörler yardımıyla gerçekleştirmekte ya bu transistorün NPN, PNP olma durumuna göre çeşitlendirilmektedir. PLC sensör bağlantısı gerçekleştirilirken dikkat edilmesi gereken önemli bir husus sensör tipidir. 19

Sensörler ve transdüser cihazlarının gelişimi olarak mikro elektronik teknolojisinden bahsedilebilir. Bu teknolojinin sunduğu gelişmeler sonucunda sensörler; tek tip olarak değil de, talebe, duyarlılığa ve kullanılma amaçlarına göre farklı boyutlar ve sağlamlıktadırlar. 2.6.1.3.1. Sensör ÇeĢitleri Sistemlerde ayrıntısı istenilen değişikliğe göre sensör seçilmesi gerekmektedir. Örnek olarak ortam sıcaklık kontrolü yapılacaksa ısı sensörü, aydınlık faktörü ile işletim yapılacak ise optik sensör, yangın sırasında duman algılaması isteniyorsa kızılötesi sensör kullanılmalıdır. Sensörler çalışırken enerji istiyorsa pasif, enerjiye gerek duymuyorsa aktif sensör olarak nitelendirilmektedir. Sensörler kullanım amaçlarına göre çeşitlendirilebilir. a. Isı sensörleri b. Manyetik sensörler c. Basınç sensörleri d. Optik sensörler e. Ses sensörleri f. İndüktif Sensörler g. Kapasitif Sensörler 2.6.1.3.1.1. Isı Sensörleri Kurulduğu sistemde ısı farklılıklarını hisseden aygıtlara ısı sensörleri denilmektedir. Bu sensörler elemanın direncinin ısı ile değişmesi prensibiyle çalışmaktadır. Isı ölçümü ve kontrolü bu değişim ile hesaplanır ve direnci değişen elemanlara termistör denilmektedir. Termistörler ısı artısı ile dirençlerinin artıp azalması seçeneklerine göre isimlendirilir ve çeşitlendirilir. 2.6.1.3.1.2. Manyetik Sensörler İçerisinden akım akıtılan telin bobin haline getirilip manyetik alan oluşturması ile çalışan ve bobin içerisindeki nüve hareketleriyle bobin endüktans değişimi prensibi ile işleyen sensör türüdür. Manyetik sensörler; tıbbi elektronikte, sanayi otomasyonlarında, kumanda sistemlerinde, metal malzemelerin teşhisinin istenildiği uygulamalarda kullanılmaktadır. Örneğin; güvenliği istenilen bir alanda ( hava alanı, alışveriş merkezi, stadyumlar, spor ve 20

eğlence merkezleri, vb.) manyetik sensörün bulunduğu cihaz ortama manyetik alan yayar. Bu cihazın içerisinden geçirilen bir metalin bu alan ile etkileşimi sensörü devreye sokar ve kullanıcıya uyartı gönderilir. 2.6.1.3.1.3. Basınç Sensörleri Değişken fiziki baskıları, ölçütleri ve basınç değişikliklerini denetleyen, kumanda eden ve bu etkileri elektrik enerjisine çeviren sensör tipidir. Kondansatör, esnek tel veya şerit, yük hücresi, kuartz gibi farklı maddelerin kullanımına göre basınç sensörlerinin uygulandığı sistemler ve çalışma koşulları, çalışma oranları gibi karakteristiksel özellikleri değişim göstermektedir. 2.6.1.3.1.4. Optik Sensörler Işığın değişimini baza alarak çalışma karakteristikleri oluşturan sensörlere optik sensör denir. Otomasyon uygulamalarında ve teknolojik aletlerde yoğun olarak kullanılmaktadırlar. İçerisinde bulunan malzemeye göre isimlendirilirler ve kullanım amaçları bu malzemenin karakteristiğine göre şekillenir. -Foto dirençli optik sensörler, soğurduğu ışık ile direncinin ters orantılı değişiminin olduğu sensörlerdir. Apartmanlardaki gece lambalarında kullanılmaktadırlar. -Foto diyotlu optik sensörler, ışık ile etkilenerek tersi yönde aktif hale geçen diyotların oluşturduğu sensörlerdir. TV, fırın, PC gibi uzaktan kontrolü istenen aletlerin kumandalarında kullanılmaktadırlar. -LED diyotlu optik sensörler, LED polarlama tekniği ile çalışan ve elektronik aygıtların üzerinde açık durumda olduğunu göstermek için kullanılan optik sensör tipidir. -İnfrared diyotlu optik sensörler, LED karakteristiğine galyum arsenik eklentisi yapılarak oluşturulan ve görünmez ışık(mor ve kızılötesi ışık) sağlayan sensör tipidir. Gelişen teknoloji ile birçok uygulamada kolaylayıcı bir görev üstlendiğinden sık kullanılmaktadırlar. Optik sensörler uygulamada en çok kullanılan sensör türüdür. Ve sağladığı üstünlükleri; a. Algıladıkları cisimlere temas etmemeleri, b. Algılama uzaklıklarının fazla olması, c. Tepke sürelerinin çok az olması, 21

d. Aşırı duyarlı konumlama yapabilmeleri olarak belirtilebilir. 2.6.1.3.1.5. Ses Sensörleri Havada yayılan ses dalgalarının oluşturduğu basınç değişimlerini algılayarak işlem yapan sensörlere, ses sensörleri denilmektedir. Ses sensörleri, duyma organı olan kulağın işitme prensibinden faydalanarak tasarlanmıştır. Diğer sensör tiplerinde olduğu gibi, ses sensörlerinde de kullanılan malzemeye göre ( dinamik elemanlar, kapasitif elemanlar, kristal elemanlar, karbon elemanla ) çalışma alanları belirlenmektedir. 2.6.1.3.1.6. Ġndüktif Sensörler Elektromanyetik alan üreterek metal cisimlerin algılanmasında kullanılırlar. AC ve DC gerilim besleme çeşitliliği sunana bu sensörler 10-20 V AC, 30-320 V DC çalışma gerilimlerini kullanıcıya sunmaktadırlar. 2.6.1.3.1.7. Kapasitif Sensörler Cam, metal, plastik vb. maddelerin algılanmasında kullaılmaktadırlar. 2.6.1.3.2. Sensör Seçimi Sistemde ölçüm koşulları, bilgi biriktirme sistemi koşulları, bulunabilirlik koşulları ve maliyet koşulları göz önüne alınarak sensör seçimi yapılmaktadır. Depolanması istenen ürünün; boyut sensörüyle tanımlandıktan sonra depoya gelişi ile birlikte, kullanıcının istediği bölmeye stoklanabilmesi için, sensör kullanımı tez konusu projede önemli bir yer edinmektedir. Palet üzerindeki algılayıcılar ile ürünün algılanması ve stoklanma birimi buradaki sensörler ile görevlendirilmiş ve basite indirgenmiştir. Sistemde, kullanılabilirlik ve stoklanacak ürünü tespit ve kontrol edebilmek için optik sensörlerin kullanımı tercih edilmiştir. Sensörler, PLC lerin giriş birimi yardımıyla sistemde kullanılabilir bir uygulama haline getirilebilmektedir. 22

2.6.1.3.2.1. IĢığa Duyarlı LDR Alıcı Sensör Şekil 8. LDR'li Alıcı ve LED'li Verici Devre Sistemin-PLC iletişimini ve PLC'nin sistem kontrolünü sağlamak amacıyla LDR'li alıcı ve LED'li verici devre kullanılmıştır. Şekil 8 ile sensör devresi görülmektedir. Şekil 9 ile devrenin fiziki yapısı ve bir örneği görülmektedir. Işık kaynağı olarak verici devre üzerinde şeffaf-beyaz led kullanılmıştır. Bu devre üzerinden belirli bir mesafedeki alıcı devrede bulunan LDR foto direnç elemanı üzerine istenilen miktarda ışık şiddeti düşürülmektedir. LDR, kendisine paralel 330 kω' luk dirençle birlikte BC337 transistorunun bazını tetiklemekte ve transistoru iletime geçirmektedir. Kolektörüne seri bağlı durumda olan röle-diyot devresi bu tetikleme ile birlikte transistor tarafından anahtarlanarak röle aktif hale getirilmekte ve röle anahtarı normalde açık konumunu alarak anahtarlanmaktadır. Alıcı-Verici devreleri karşılıklı konumlandırılmaktadır. Verici kaynaklı ışık kesildiğinde yada iki devre arasına ışığı engelleyici bir cisim girdiğinde LDR direnci büyümekte ve transistoru kesime sokmaktadır. Kesime giden transistor röleyi kapatır ve röle normalde kapalı konumunu alır. Bu konumda sensör bir cisim algıladığı için rölenin normalde kapalı anahtarlamasına bağlı 24V kaynaktan PLC girişine bir gerilim uygulanır. Bu giriş PLC programı içinde anahtar olarak kullanılmaktadır. Alıcı devresinde transistoru tetiklemek için kullanılan LDR elemanı, üzerine vuran ışık şiddetine göre değeri değişen bir foto dirençtir. LDR' nin karanlık ortamda direnci MW, aydınlık ortamdaki direnci ise 100-5 kw mertebesinde değişmektedir. LDR' ler cds, CdSe, selenyum, silisyum gibi ışık şiddetine göre reaksiyon gösteren maddelerden üretilmektedir. Kullanılan maddeye göre alıcı hassasiyeti değişmektedir. LDR' nin üstüne vuran ışığı odaklayabilmesi için üzeri cam veya plastik ile kaplanmaktadır. LDR' ler 23

endüstriyel birçok uygulamada kullanılmaktadır. Örneğin endüstriyel kumanda sistemleri, otomatik gece lambaları, flashlı fotoğraf makinelerinde çoğunlukla kullanılmaktadır. Şekil 9. Alıcı-Verici Devre PLC girişine gerilimin uygulanmasında kullanılan sensör kontrolündeki röle, 5-24V arası çalışan, 24V anahtarlayan, çift kanalla bir röledir. Röle, gerilim uygulanmazken anahtarları normalde kapalı konumunu almaktadır. Röle gerilim altına alındığında anahtarlar normalde açık konumunu alırlar. Rölenin anahtarlama hızı ve kararlılığı yüksektir. Şekil 10 ile rölenin pin yapısı görülmektedir. Anahtarlama işlemi NC1 pini ve NO1 pinleri arasında gerçekleşmektedir. Şekil 10. Röle Pin Yapısı 24

2.6.2. ÇıkıĢ Elemanları 2.6.2.1. ÇıkıĢı Kontrol Eden Lambalar Bu lambalar devre üzerinde çalışma mekanizmasının sorunlu olup olmadığını göstermektedir. Yeşil, sarı ve kırmızı renk ile üretilen lambalar 24 V ile çalışma olanağı sunmaktadırlar. Yeşil lamba mekanizmanın arızasız çalıştığını, kırmızı lambalar alarm veya durma modunda olduğunu ifade etmektedir. 2.6.2.2. Kumandalı Valfler Elektrik enerjisini doğrusal hareket enerjisine çevirici, sıvı, gaz formatındaki ortama elektriksel darbelerle kontrol imkanı sunan cihazlardır. 2.6.2.3. Kontaktör ve Röleler Röleler; elektromıknatıs, kontak ve palet olmak suretiyle üç kısımdan meydana gelir. Bobinine uygulanan gerilim kontaklarının konumunu değiştirerek enerjilenme mantığıyla çalışırlar. Kontaktörler rölelere kıyasla daha yüksek gerilim seviyelerinde çalışan motorları sürdürebilmek maksadıyla kullanılırlarken çalışma mantıkları aynıdır. 2.6.2.4. Motorlar 2.6.2.4.1. Step Motorlar Step motor, DC gerilim altında çalışan ve elektrik enerjisini döner hareket enerjisine çeviren elektromekanik bir sistemdir. [12] yayınından çalışma mantığı anlaşılan motor, gerilim altında rotor ve buna bağlı şaft dönmeye başlar. Step motor sürücüsü, çok yüksek hızlı bir anahtarlama özelliğine sahiptir. Step motor sürücüsü, PLC veya bir encoder den giriş palsları alır. Sürücü tarafından alınan her giriş palsı için motor bir adım ilerler. Step motorlar, motorun bir turda yaptığı adım sayısına göre sınıflandırılır. Örneğin 300 adımlık bir step motor, bir tam tur içersinde 300 adım yapar. Bu durumda bir adımın açısı 360/300 = 1.2 derecedir. Bu değer, step motorun hassasiyetini gösterir. Step motorların bir turdaki adım sayısı arttıkça hassasiyeti ve maliyeti artar. Step motorlar, yarım adım modunda çalıştıklarında adım sayıları ikiye katlanır ve dolayısıyla hassasiyetleri artar. Örneğin, 300 adım/tur değerindeki bir motor, yarım adım 25

modunda tur başına 600 adım yapar. Bu da 1.2 derece olan hassasiyeti 0.6 derece yapar. Bazı step motor türlerinde mikro step tekniği uygulanarak adım açılarının daha da daraltılması mümkündür. Adım motorlarının, sahip olduğu avantajlar sayesinde geniş bir kullanım alanı mevcuttur. Bu avantajlar sırasıyla şöyle belirtilebilir: a. Geri beslemeye ihtiyaç duymazlar. Motor açık döngülü olarak kontrol edilir. b. Motor, istenilen konumu minimum hata ile alabilir. c. Dijital olarak kontrol edilebildiklerinden PLC veya mikroişlemci elemanlarıyla kontrol edilebilirler. d. Basit mekanik yapıya sahip olduklarından bakım gerektirmezler. e. Uygulandıkları sistemde hasara yol açmadan defalarca çalıştırılabilirler. Step motor girişine pals uygulandığında belirli bir miktar döner ve durur. Bu olaya adım denir ve motorun yapısına göre belirli bir açı aralığı ile sınırlandırılmıştır. Step motorun adım sayısı, girişe uygulanan pals sayısı ile doğru orantılıdır. Tüm step motorların çalışma prensibi bu şekildedir. Step motorlu uygulamalarda en çok tercih edilenleri Çok değişken relüktanslı ve sabit mıknatıslı step motorlardır. 2.6.2.4.2. Servo Motorlar Kararlılığını 1 devir/dakikalık hız bölgesinin altında bile koruyabilen, moment ve hız kontrolü yapan motorlardır. Hassasiyet gerektiren uygulamalarda çok tercih edilen bir motordur. Servo motorların AC gerilim altında çalışan türleri fırçasız, DC gerilim altında çalışan türleri fırçalıdır. Bu motorlar elektronik tabanlı sürücü devrelerle birlikte kullanılır. İki tip servo motor vardır. AC servo motorlar ve DC servo motorlar. 2.6.2.4.2.1. AC Servo Motorlar AC servo motorlar, iki fazlı sincap kafesli indüksiyon tipi motorlardır. İki fazlı asenkron motorlar, üretim olarak genellikle büyük güçlü üretilmelerinin yanı sıra, otomatik kontrol sistemleri için küçük güçlüde üretilmektedir. Yapılarında fırça ve kolktör olmadığından arıza verme olasılıkları düşüktür ve bakımları kolaydır. AC servo motorlar, iki fazlı ve üç fazlı olmak üzere iki türü mevcuttur. 26

2.6.2.4.2.2. DC Servo Motorlar DC servo motorlar, klasik DC motorlar gibi üretilir. Bu motorlar küçük boyutlarda yapılır ve endüvileri kutup atalet momentini minimuma indirgeyecek şekilde üretilirler. Küçük çaplı ve genellikle içersinde kompanzasyon sargısı bulunan güçlü manyetik alanlı, boyu uzun DC akım motorlarına servo motor denir. DC servo motorlar, genel manasıyla DC motordur. DC servo motorlar, çok büyük güçlerden çok küçük güçlere kadar imal edilir. (1000hp den 0,05 hp ye kadar) 2.6.2.4.3. Redüktörlü DC Motor DC motorlar uygulamada en fazla karşılaşılan motor tipidir. Step motordaki bobinlerin yerini bu motor tipinde mıknatıslar almaktadır. Çalışma geriliminin büyüklüğüne veya rpm ölçütlerindeki farklılıklarına göre piyasada redüktanslı ve redüktansız çeşitleri bulunmaktadır. Proje sisteminde, uygunluklarından ve edinilebilirliklerinden dolayı 24 V redüktörlü DC motor tercih edilmiştir. Karalılığının yüksek olması ve kontrolünün kolay sağlanması da tercih nedenleri arasındadır. Redüktans motora bağlı çarklı sistemi temsil ederken, rpm ifadesi motorun dakika içerisinde tanımladığı tur sayısı olarak kullanılmaktadır. Rpm ölçütü yüksek olan bir motor daha hızlı dönmektedir. Projede bant sistemleri redüktanslı dc motorlar ile hareket ettirildiğinden, motorların rpm değerleri, motor seçim aşamasında önem teşkil etmekteydi. Eğer rpm ölçütü fazla olsaydı bant sistemi, çok hızlı dönerek, üzerindeki ürünü savurabilirdi. Eğer rpm değeri düşük olan bir motor kullanılsaydı bant sistemini döndürmeye yetmeyecekti. Bu sebeple yapılan testler sonucunda 92 rpm en uygun ölçüt olarak tanımlanılmış ve bu ölçüte uygun motorlar tercih edilmiştir. Şekil 11 ile proje içerisinde kullanılan motor gösterilmektedir. Şekil 11. Redüktanslı DC motor 27

Bant sistemini hareket ettirmek amacıyla kullanılan motorun teknik özellikleri: a. 24 V DC çalışma gerilimi b. 92 rpm hız c. Redüktörlü motor d. Yüksek tork imkanı e. 30 ma boşta çekilen akım f. 0.85 A zorlanma akımı g. 35 mm motor çapı h. 37 mm redüktans çapı i. 6 mm D şaft çıkışlı mil j. 15 mm mil boyu 2.6.2.4.4. Motor Kontrol Devresi Sistem içersindeki hareketli bant sistemleri altı adet 24V DC motor tarafından kontrol edilmektedir. Sistem gereksinimi olarak motorlar her iki yönlüde kullanılmak zorundadır. Bu ihtiyacı giderilmek için sistemde motor beslemesi H köprüsü üzerinden verilmiştir. Şekil 12. H Köprüsü Simülasyonu H köprüsü, Şekil 12 ile de görüldüğü gibi iki adet çift kanallı röleden oluşmaktadır. Bu röleler PLC çıkışları tarafından kontrol edilmektedir. 28

Röle 2 motor beslemesini kontrol etmektedir. röle aktif olduğu anda motor 24V gerilim altına girmekte ve harekete geçmektedir. Röle 1 ise on-off konumu itibariyle motora iki yönlü hareket imkanı sağlamaktadır. Röle 1kapalı iken motor sağa dönmekte, açık iken röle sola dönmektedir. Bu anahtarlama Şekil 13' de kırmızı ve yeşil kablolarla açıkça görülebilmektedir. Röle 1 kapalıyken devre kendini yeşil yol üzerinden tamamlarken röle 1 açıldığında devre kırmızı yol üzerinden tamamlanır. Şekil 13. H Köprüsü fiziki devresi 29

2.7. PLC Programlama 2.7.1. PLC Programı Yapılırken Ġzlenmesi Gereken Yol a. Mekanizmanın çalışma mantığı iyice anlaşılmalı ve hangi malzemelerden nasıl tepki alınmak istenildiğine karar verilmeli. Sistemdeki elemanların görevlerini ve etkilerini mekanizmaya uygulayarak oluşturulan hikaye mantığı, programın temelini oluşturmaktadır. b. Sistem elemanlarından hangilerinin giriş, hangilerinin çıkış elemanı olarak kullanılacağı tespit edilir ve program içerisindeki görevi belirlenir. c. Bütün elemanların giriş ve çıkış ifadesini oluşturacağı programın altyapısındaki adresleri atnır. Örneğin; 3. Motor Q0.3, 6. Sensör I0.6 vb. d. Her çıkışın aktif olma ve durma şartları belirlenmelidir. e. Program yazılımı gerçekleştirilir ve bağlantılar istenilen şekilde sisteme uygulanır. f. Oluşturulan yazılım PLC ye yüklenir ve RUN konumu takibe alınır. Bu aşamada klemenslerin söküldüğünden emin olunur. g. Acil stop, her an sisteme dur konumunu verebilmek için hazır konumda olmalıdır. ( Olası aksiliklere karşı hazırlıklı olunmalıdır.) h. Program seviye seviye kontrol edilmelidir ve her sıralamadaki eksiklikler gerek sistem üzerinde gerekse simülasyon izlenmesinde tespit edilerek onarılmalıdır. Twidosoft programı; Twido PLC ler için uygulama, denetleme ve bakım amacıyla grafiksel olarak geliştirme ortamıdır. Merdiven veya List program ara yüzleri ile denetleme programları oluşturma ve bu programı işleyebilme imkanları sunmaktadır. 2.7..2. Twidosoft Programı Twidosoft ve Twido PLC haberleşmesi aşağıdaki yollar ile sağlanabilmektedir: a. Ethernet portu ile ( Önceden atanmış bir IP üzerinden ), b. USB kablo haberleşmesiyle, c. Seri kablo haberleşmesiyle, d. Modbus bluetooth haberleşmesi ile Bazı diller ile Twido denetleme ara yüzleri ve programları oluşturulabilir. Bu diller [11] kullanım kılavuzunda belirtildiği üzere aşağıdaki gibidir: 30

2.7.2.1 List Dili Bir programı sırasal cebir komutları şeklinde ifade eden lojik ifadeler bütünüdür. List dili ile yazılan program, denetleyici aracılığı ile sırasal dizilerle izleyerek ve her sırasal komutu tek bir satır ile temsil ederek kullanıcıya sunar. Bu komut satırı üç ifadeden oluşmaktadır. 2.7.2.2. Merdiven (Ladder) Diyagramları Mantıksal ifadelerin grafiksel gösteri ara yüzüdür. Genel olarak röle denetleme devrelerini temsil eder. Bu diyagramlarda, veri akışını ve işleyişini temsilleyen bloklar bulunur. Bu bloklar; Kontak, bobin, veri akış komutları, işleyiş blokları, kıyaslama blokları ve işlem blokları olarak belirtilebilir. Bütün girişler kontak ifadeleriyle, bütün çıkışlar ise bobin ifadeleri ile sembolize edilir. Proje kapsamında PLC yazılımı gerçekleştirilirken, ladder diyagramlarından yararlanılmaktadır. Şekil 14 ile Twidosuit programında ladder diyagramının hangi elemanlarla yönetilebileceği görülebilmektedir. Şekil 14. Twidosuit programının ladder diyagramı penceresi Ladder diliyle yazılan program, iki dikey konum çubuğu arasında belirtilmiş ifadelerin görsel komutlarını içerir ve bu komutları takip eden satırlardan oluşur. Satırlar sırasıyla kontrolörler tarafından gerçekleştirilir. Kontrolör giriş-çıkış ve fonksiyonları, karşılaştırma operatörleri ve lojik-aritmetik işlemler grafiksel-görsel komut seti içerisinde icra edilirler. 2.7.2.3. Grafcet Twido PLC lerin list komutlarını desteklediği ara yüzdür. 31

2.8. Endüstriyel Otomasyonda HaberleĢme Yardımcıları 2.8.1. Fieldbus Türkçe veri sahası yolları olarak adlandırılan otomasyon alanında, farklı verileri değerlendirmek adına transmitter, algılayıcılar, driver (sürücü), PLC gibi elemanlar ile bunlardan yüksek seviyedeki otomasyon sistemlerinin iletişimini sağlayan haberleşme yardımcısıdır. Bu yardımcılar, yeni yapılanmalardan üretime dayalı bileşenlerin birbirleriyle entegre edilerek çalışabilmeleri için şartlandırılmış iletişim ağlarının genelleştirilmiş biçimidir. Fieldbus sisteminin sağladığı üstünlükler: a. Hızlı kurulum, b. Acil durumu kolayca tanıma ve izleme, c. Dış etkilerden bağımsız çalışma, etkilenmeme, d. Kolay yaygınlaştırılabilme imkânı, e. Kablo fazlalığından feragat etme, f. Fazla verimli iletişim imkânı, g. Sistem işlevsel hareketini sürdürürken onarım ve bakım imkânı, 2.8.2. Profibus Merkezcil olmayan input - output yapıları, algılayıcılar, sürücü, PLC, bilgisayar sistemlerinde bilgi alışverişi için üretilip geliştirilmiştir. Çok hızlı bağlantılar ile otomasyona yardımcı olmaktadırlar. 2.8.3. Modbus PLC ler ile haberleşme sağlamak için üretilen bir yardımcıdır. Ücretsiz olarak herkes tarafından kolay ve hızlı bir şekilde kullanılabilmektedir. Bu özelliği ile birlikte aygıtlarda en fazla kullanılan haberleşme yardımcısıdır. Bir ana aygıt ve bu ana aygıta bağlı yardımcı aygıtlar ( master - slave ) ile aynı ağ tarafından yapılan bilgi iletişimi üzerine kurulmuş bir sistemdir. Bilgi taşınması lojik işaretli bir ve sıfırlar ile gerçekleşmektedir. En fazla Modbus RTU versiyonu kullanılmaktadır. 2.8.4. Ethernet Ethernet yardımcısı endüstriyel alanlarda verilerin değerlendirilmesi ve aygıtların denetimi gibi elemanların testlerine ilişkin sistemlerde uygulanır. Bu kablolar ile iletilen veriler yüksek voltaj sinyaline uygundurlar. Fieldbus protokollerinin, bazı algılayıcılar ve aygıtlar için oluşturduğu eksiklikleri giderebilmiş yardımcılardır. Fieldbus ile Ethernet yardımcısı karşılaştırılacak olursa; Fieldbus sistemi seçim açısından farklılık yaratmasıyla ön plana çıkarken, Ethernet sistemleri ise verimlilik 32

açısından çok daha avantajlıdır. Bunun sebebi olarak ise band genişliğinin geniş ve yüksek olması verilebilir. Ethernet band genişliğinin fazla ve yüksek hızda işletim imkânı ile Windows uygulamalarında geniş olarak kullanılmaktadır. Bilgisayar sistemlerinde yaygın olarak Ethernet yardımcısının kullanılmasının en büyük sebebi budur. Ethernet sisteminde bilgi aktarılma ve iletim yüzdesi kesinlik derecesindedir. Çok güvenilirdir ve maliyetsizdir. Aynı zamanda farklı aygıtlarla farklı zaman dilimlerinde aktarma yapabilir. 33

3.TASARIM 3.1. Bant Sistemleri Endüstriyel otomasyon sanayisinde, sistem-hammadde, sistem-ürün arası ilişki birçok parça ve bölümden oluşmaktadır. Bu bölümlerden biri de sistem içinde ürün taşımacılığıdır. Farklı endüstriyel uygulama tiplerine, faklı taşımacılık çözümleri üretilmektedir. Depolama alanında, geleneksel yöntemler uygulanan depolarda forklift tipi iş makineleri yardımı ile ürünler sistem içinde taşınır ve insan kontrolünde stoklama gerçekleşir. Otomatik depo sistemlerinde ise, sistem içinde ürün taşımacılığı bant veya raylı platform sistemleri ile gerçeklenir. Tez konusu olan otomatik depo sisteminde, sistemdeki ürün taşımacılığı, taşıma bandı (konveyör) ile sağlanmaktadır. Bu yöntem ray üzerinde hareketli platform yönteminden daha kompleks olmasına rağmen daha hızlı ve güvenlidir. Endüstriyel bant sistemleri [13] yayınında belirtildiği gibi, her türlü amaca ve sisteme göre farklı şekillerde tasarlanabilmektedir. Temelde hepsi motor kontrolünde silindir şaftlar üstünde dönel hareket eden, taşınacak ürün türüne göre değişik bant kumaşı ve metali seçeneklerine sahip sistemlerdir. Taşıma bantları (konveyörler), iç yapılarına göre iki gruba ayrılır. Bunlar; çelik telli bantlar ve dokuma bantlardır. Dokuma bantlar, sentetik veya pamuk tan olabileceği gibi iplik kordlu, çelik kordlu veya sac dan da üretilebilir. Günümüz konveyör bantlarında kapron, lavsan, naylon ve sentetik elyaflar dayanıklılıkları sebebiyle kullanılmaktadır. Tez konusu proje için birkaç farklı taşıma bandı türü incelenmiştir. Bant konveyörler; yükün, bir motor tarafından sürülen kauçuk, branda, çelik veya tel örgüden yapılmış bant üzerinde taşınması sistemleridir. Motor devir sayısı, bir dişli kutusu yardımı ile düşürülür ve hareket, konveyörün yükü ulaştırması gereken varış ucundaki tahrik kasnağından yapılarak, yükün bant üzerinden taşınması sağlanır. Çoğunlukla taşımacılık ve depo sistemlerinde kullanılan konveyörler bu türdendir. Bu tip konveyörler maden ve cevher taşımacılığında ucuz bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Yine insan taşımacılığında kullanılan yürüyen merdiven sistemleri bu türe örnektir. Zincirli konveyörler; konveyör hattı boyunca hareket edebilen zincir yardımıyla, ürün ve malzeme taşıyan sistemlerdir. Taşınacak ürünün kaplarla veya doğrudan kancalara asılarak taşınan türüne üstten zincirli konveyörler denir. Bu sistemde taşınacak yük ağır ise doğrudan zincire değil Üstten döşenmiş ikinci bir ray üzerine, kancalar yardımıyla asılarak hareket ettirilir. Otomobil fabrikalarında kullanılan üretim bantları bu türe örnektir. Çekici zincirli konveyörlerde ise zincir, alt banttaki bir kanala yerleştirilmiştir. İçinde ürün bulunan yük bu zincire takılıp bant doğrultusunda çekilmektedir. Eğimli bant sistemi gereksinimi duyan yerlerde kullanıma uygundur. Havalı konveyörler; küçük boyutlardaki, tane ve toz halindeki yükleri taşımada kullanılan bant sistemidir. Bant yüzeyinden ağlanan hava akımı yardımıyla tane ve toz yükle (maden filizleri, un vs.) ve dökme yükler hızlı ve kolay bir şekilde bant doğrultusunda sürüklenirler. Bu yöntemle taşıma kapasitesi çok artırılır. 34

Titreşimli konveyörler; eğimli bant üzerindeki yük, elektriksel veya mekanik yolla sağlanan titreşimler sayesinde bant üzerinde sürüklenir. Titreşim sayesinde küçük boyutlardaki tane yükler (tahıl, kömür filizi vs.) çok az bir eğimde bile kolaylıkla taşınabilir. Vidalı konveyörler; helezon biçimli vidanın, bir boru hattı içersinde dönmesi ile küçük boyutlardaki yükler dişleri arasında taşınmış olur. Vidanın dönme yönüne göre iletim yönü değişmektedir. Sistemde, bant konveyör taşıma sistemi tercih edilmiştir. Mekanizmanın edinilebilir olması, sistem içinde ürün taşımada hızlı ve güvenli olması tercih nedenleri arasındadır. Mekanizmanın dezavantajları ise sistem içinde fazla yer kapması ve maliyeti yükseltmesidir. 3.1.1. Sistem Blok ġeması Sisteme Ürün Girişi Ürün Tanıma Tanımlanan Ürünün, Ürün Bandına Sürülmesi PLC nin Tanımladığı Adrese Ürünün Taşınması Stoklama İşlemi Tanımlanamayan Ürün Çıkış Şekil 15. Sisteme Ürün Girişi Şekil 15 ile ifade edilen blok şeması, sisteme ürün girişini ifade etmektedir. Sisteme Ürün Girişi: Kullanıcı depo girişinden sistem ürün bandına depolanacak ürünü yerleştirir. Ürün Tanıma: Sisteme giriş yapan ürün sensörler vasıtası ile çözümlenerek gerekli sinyal üretilir. PLC ye bildirilen komutlar doğrultusunda ürün istenilen rafa aktarılır. 35

Tanımlanamayan Ürün: Algılanan komut, sistemde kayıtlı değilse ürün program tarafından tanımlanamayan ürün sınıfına sokulur ve gerekli prosedür PLC ye bildirilir. Tanımlanan Ürünün, Ürün Bandına Sürülmesi: Tanımlanan ürün, PLC kontrolündeki bant sistemleri üzerinden, sensör kontrolünde PLC ye bildirilen depo içi adresine sürecek olan banda taşınması işlemidir. PLC nin Tanımladığı Adrese Ürünün Taşınması: Ürün bandından gelen ürünün sensör ve PLC kontrolünde kayıtlı adrese sürülmesidir. Bu sistem yüksek depo alanları için asansör barındırmaktadır. Stoklama İşlemi: Adrese ulaşan ürün; buradaki sensörler ve raf içi bant sistemi yardımıyla rafa blok şeklinde stoklanır. Kullanıcı Tanımlı Ürün Çağırma PLC Kontrolünde, Kayıtlı Adresten Ürün bandına Ürünün Taşınması Ürün Bandındaki Ürünün Çıkışa Sürülmesi Çıkış Şekil 16. Sistemden ürün çağırılması Kullanıcı Tanımlı Ürün Çağırma: Kullanıcı, istediği ürünü belirler ve bu veri PLC ye ürün adresi olarak bildirilir. PLC Kontrolünde, Kayıtlı Adresten Ürün Bandına Ürün Taşınması: PLC ye bildirilen adresten ürün, bant sistemleri ve sensörler yardımıyla PLC kontrolünde raf içi bant sistemleri tarafından ürün bandına sürülür. Ürün Bandındaki Ürünün Çıkışa Sürülmesi: Ürün bandına yüklenen ürün PLC kontrolünde sistem çıkışına sürülür. 3.1.2. Ürün Tanıma Sistemin ürünleri ayırt edip ayrı ayrı raflayabilmesi için ürünlerin boyut farklarından yararlanıldı. Ürünler farklı boyutlarda hazırlandı. Bu farklar Şekil 17 de bulunan sensör devresi yardımıyla algılanmaktadır. 36

Şekil 17. Ürün Tanıma Devresi Sensör, alt alta dizilmiş LDR alıcılar ve tetikledikleri BC337 transistörlerinden oluşmaktadır. Tetiklenen transistör röleleri iletime sokmakta rölelerde PLC girişlerini anahtarlamaktadır. Sensör önüne gelen ürün önünü kapattığı LDR lerin bağlı olduğu transistörleri kesime götüreceğinden ötürü röle anahtarları normalde kapalı konumunu alır ve PLC girişlerini tetiklerler. PLC girişlerin durumlarına göre ürünün boyutunu algılamaktadır. Çizelge 2'de rölelerin durumlarına göre ürün boyutları gösterilmiştir. Çizelge 2. Röle durumlarına göre ürünlerin boyutlarını ifade eden sistematik Röle1 Röle2 Röle3 Boyut ON ON OFF En küçük boyut ON OFF OFF Orta boyut OFF OFF OFF En büyük boyut 37