5.49. METRO ULAŞIM SİSTEMİ OTOMASYONU Prof. Dr. Asaf VAROL avarol@firat.edu.tr Giriş: Metro ulaģım sisteminde amaç araçların değil insanların ekonomik, hızlı ve güvenli bir biçimde ulaģımına öncelik vermektir. Gelecekteki ulaģım ağının temelini yüksek kapasiteli raylı toplu taģıma sistemleri oluģturulmalıdır. Türkiye de ilk metro çalıģmaları 1871 yılında Karaköy-Beyoğlu-Ġstanbul arasında baģlamıģtır. UlaĢtırma yatırımlarının ekonomik değerlendirilmesinde en önemli parametrelerden biri yolculuk sırasında harcanan zamanın ekonomik değeridir. Genel olarak, ulaģımda geçen sürenin ekonomik bir değeri olduğu kabul edilir ve bu değer kiģinin gelir düzeyine göre değiģir. Raylı sistemler gerçekten pahalı yatırımlardır. Ancak bir kez yapıldılar mı çok uzun ömürlü olup çok uzun dönemler ciddi bir bakım gerekmeden hizmet edebilmektedirler. RAYLI SİSTEMLERİN TERCİH NEDENLERİ - Kent dokusunu bozmazlar. - Hava kirliliği yaratmazlar. - Trafik ıģık ve kavģaklarında beklemezler, bu nedenle bir yerden bir yere planlanan sürede ulaģırlar. - Daha az enerji ile daha çok yolcu taģırlar. - ġehrin trafiğinde sıkıģıklık yaratmadıkları gibi yüzeydeki araçları azaltarak trafiği de hızlandırırlar. 2343
- Daha süratli ve güvenli ulaģtırırlar. - Yolcular bekleme sürelerini dıģ hava Ģartlarından etkilenmeyen mekanlarda geçirirler. - Daha ekonomiktirler. - Yeraltından ulaģımı sağladığı için kentin dokusunu bozmayan ve gürültü kirliliğine neden olmayan, elektrikle çalıģması yüzünden de çevreyi kirletmeyen metro, raylı sistemin en önemli ayağını oluģturmaktadır. 1. METRO SİSTEMİ OTOMASYONU PROJENİN KONUSU Bu proje, dünyanın birçok büyük kentinde kullanılan ve zamandan tasarruf sağlayan metro sistemlerinden esinlenerek tasarlanmıģtır. Gerçek metro sistemine daha yakın olması için sisteme ses ve kapı kontrolü eklenmiģtir. Metromuz üzerine kapı maketi hazırlanmıģ ve içine motor yerleģtirilerek kapının gerektiği yerde açılıp kapanması sağlanmıģtır. RESİM-1 2344
RESİM -2 1.1 AMAÇ UlaĢım sistemlerindeki metroların veya trenlerin bir sürücüsü olmadan duruģ ve kalkıģ vakitlerine göre yolcu indirip bindirmektir. 1.2 PROJEDE KULLANILAN MALZEMELER Proje montajında kullanılan parçaların büyük bir çoğunluğu Fischertechnik robot seti- ne ait parçalardan oluģmaktadır. Bu malzemelerin önemli parçaları aģağıda belirtilmiģtir. - 2 adet ldr - 3 adet motor - 2 adet lamba - ray - tren - volkman - 2 adet güç kaynağı - 2 adet röle - 1 adet makara - robotset in parçaları 2345
2. OTOMASYON SİSTEMİNİN BLOK ŞEMASI Otomasyon sistemine ait Ģematik yapı görülmektedir. Şekil 1 Şekil 2 2346
Şekil -3 Şekil -4 2347
3. SİSTEMDE KULLANILAN PARÇALARIN RESİMLERİ Resim 1: Yapı Blokları Resim 2 : 15mm lik yapı blokları Resim 3: DiĢli ray 2348
Resim 4 : DiĢli çark Resim : Motor diģli kutusu Resim : Motor Resim : Arabirim 2349
Resim : Soket kutusu Resim : Bilgisayar Resim : Güç Kaynakları Resim : Piller 2350
Resim : Duraklar Resim : Kapı Resim : Ses düzeneği 2351
Resim : LDR ve lamba 4. SİSTEMİN MONTAJ AŞAMALARI Sistemin montajına, yolcu indirme ve bindirme iģlemleri gerçekleģtirmek için kapının montajı ile baģlanır. Resim : Sistem üzerine yerleģtirilmiģ kapı Resim : Metro sisteminin durağa geldiğini algılayan LDR ve Lamba 2352
Resim : Sistemin durakta beklerken sağ yan görünüģü Resim : Sistemin hareket halindeki yan görünüģü Resim : Sistemin önden görünüģü 2353
Resim : Sistemin üstten görünüģü Resim : Sistemin hareket halindeki üst görünüģü 5. METRO ULAŞIM SİSTEMİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ Sisteme enerji verilerek duraklara bağlanan ıģık kaynaklarının yanması sağlanmıģtır. Bu ıģık kaynaklarının tam karģılarına ıģığı algılaması için sensörler konulmuģtur. Metro dura- ğa girdiğinde ıģıkla sensörün birbirini görmesi engellenmiģ ve hazırlanan programla da metro- nun durakta durması sağlanmıģtır. Metro durduğunda, kasetçalardan gelen uyarı ve durak adından sonra, kapıya monte edilen motor program sayesinde açılmıģtır. 2354
Kapının açılmasının ardından kasetçalardan gelen uyarı sesi ve durak isminin belirtilmesinden sonra, sistem 5 saniye bekletilmiģ, tekrar bir uyarı sesi ve arkasından kapıların ka- panacağına dair uyarı sesi gelmiģtir. Bu uyarı sesinden sonra kapıyı hareket ettiren motor tekrar devreye girmiģ ve ters yönde hareketi programla sağlanarak kapı kapatılmıģtır. Metroyu kontrol eden motor tekrar devreye girmiģ ve metro bir sonraki durağa gelip sensörle ıģık arasına gelinceye kadar metronun hareketi sağlanmıģtır. Metro durduğunda yine aynı iģlem basamakları yapılmıģtır. 6. MONTAJDA TAKİP EDİLEN İŞLEM BASAMAKLARI - Montaj platformu üzerine metro maketine ait raylar yerleģtirilmiģ, ardından metro üzerine kapı maketi robot setine ait parçalarla hazırlanmıģtır. Kapı kontrolünü sağla- yacak olan M2 motoru da kapı maketi içine monte edilmiģtir. - Metro sistemimizin hareketi için kendi motoru kullanılmıģtır. Bu motor M1 motoru ile kontrol edilmiģtir. Fakat arabirimden M1 motoruna gelen 15 voltluk gerilim metro- nun motoruna uygulandığında ray üzerindeki hareketini zorlaģtırmıģtır bu yüzden sis- teme 12 voltluk anahtarlamalı röle ve güç kaynağı eklenerek 3 voltluk bir gerilim ve uygun akım elde edilmiģtir. Bu gerilim sistemin en uygun biçimde hareket etmesine imkan sağlamıģtır. - Sistemimize ses eklemek için kullandığımız kasetçalar M3 motoruyla kontrol edilmiģ- tir. Kasetçaları arabirime bağladığımızda gelen 15 Voltluk gerilim sistemde hata oluģ- turmuģtur. Kasetçalar için gerekli olan 3 voltluk gerilimi elde etmek için 12 Voltluk anahtarlamalı röle ve güç kaynağı kullanılmıģtır. 2355
- Lambaların yanması için 12 voltluk güç kaynağı kullanılmıģtır. 7. PROJENİN BİLGİSAYARLA KONTROLÜ Bu projenin çalıģması için sistemi bazı bilgisayar komutlarıyla yönlendirmek gerekmektedir. Bu yönlendirme iģlemi için logo programlama dili kullanılmıģtır. Bu dil diğer yazı- lımlardan daha esnek bir yapıya sahiptir. Programda, ilgili arabirime bağlı olarak motor, sen- sör, anahtar ve bunun gibi parçaların kontrolü gerçekleģtirilmektedir. Arabirim bilgisayardan gelen dijital sinyalleri analog sinyallere çeviren elektronik yapılardır. 8. PROGRAMDA KULLANILAN KOMUTLARIN AÇIKLANMASI TO: Bir prosedürün baģlangıcının ilk komutudur. END: Bir prosedürün sonlandırılmasını sağlar. MCW: Motorun hareketinin saat yönünde olmasını sağlar. MCCW: Motorun hareketinin saat yönünün tersi yönünde olmasını sağlar. WAIT: Mevcut motorun belirtilen saniye kadar beklemesini sağlar. MSTOP: Mevcut motorun hareketini durdurur. IF EQUALP STATUS: Mevcut anahtarın konumuna göre Ģartın sağlanmasını veya iptalini sağlar. 2356
9. PROJEDE KULLANILAN PROGRAM TO KAPI MCW "M2 WAIT 5 MSTOP "M2 MCCW "M3 WAIT 1 MSTOP "M3 HHAR END TO HHAR MCW "M1 WAIT 3 HAR END TO HAR MCW "M1 IF EQUALP STATUS "E1 0 DDUR IF EQUALP STATUS "E2 0 DDUR 2357
HAR END TO DDUR MSTOP "M1 MCW "M2 WAIT 5 MSTOP "M2 MCW "M3 WAIT 1 MSTOP "M3 WAIT 3 MCW "M2 WAIT 5 MSTOP "M2 MCCW "M3 WAIT 1 MSTOP "M3 HHAR END 2358
10. PROGRAM SATIRLARININ AÇIKLANMASI Metro UlaĢım Otomasyonunun LOGO dilinde yazılmıģ olan program satırlarının açıklanması: TO KAPI MCW "M2 WAIT 5 MSTOP "M2 MCCW "M3 WAIT 1 MSTOP "M3 HHAR END TO KAPI ile gösterilen satır programın baģlangıcını teģkil etmektedir. TO ifadesi programın baģlangıç yerini, KAPI ifadesi programın adını belirtmektedir. MCW komutu M2 motorunun saat yönünde hareketini sağlar. M2 motoru ses düzeneği kontrol etmektedir. M2 motorunun çalıģması ile KAPILAR KAPANACAKTIR uyarısı verilmektedir. WAIT komu- tu 5 saniyelik bekleme iģlemini gerçekleģtirir. MSTOP komutu ile M2 motorunun durdurul- ması sağlanır. MCCW komutu, M1 motorunun saat istikametinin tersi yönünde hareketini sağlar. M3 motoru kapının hareketinden 2359
sorumludur. Sistem ilk durumda kapıları açık olarak beklemektedir. WAIT komutuyla 1 saniyelik bekleme sağlanır ve MSTOP komutuyla M3 motoru durdurulur. HHAR ile o ismi taģıyan prosedüre dallanma sağlanır. END komutu ile prosedürün sonlanması sağlanır. TO HHAR MCW "M1 WAIT 3 HAR END TO HHAR ile prosedürün adı tanımlanmıģtır ve prosedürün ilk satırıdır. HHAR prosedürü trenin hareketini sağlayan prosedürdür. MCW komutu M1 motorunun saat yönünde hareketini sağlar. M1 treni hareket ettiren motordur. WAIT 3 saniyelik bekleme iģlemini ger- çekleģtirir. HAR ile o ismi taģıyan prosedüre dallanma sağlanır. END komutu ile prosedürün sonlanması sağlanır. TO HAR MCW "M1 IF EQUALP STATUS "E1 0 DDUR IF EQUALP STATUS "E2 0 DDUR HAR END 2360
TO HAR, HAR isimli prosedürü baģlatır. HAR prosedürü trenin durağa gelip gelmedi- ğini saptayan prosedürdür. IF EQUALP STATUS "E1 0 DDUR, mevcut olan E1 anahtarının konumu 0 olduğunda yani sensör ıģığı algılayamadığı zaman DDUR prosedürüne dallanmayı sağlar. E1 anahtarı birinci durak için tanımlanan ıģık sensörüdür. IF EQUALP STATUS "E2 0 DDUR, mevcut olan E2 anahtarının konumu 0 olduğunda DDUR prosedürüne dallanmayı sağlar. E2 ikinci durak için tanımlanan ıģık sensörüdür. HAR ile prosedür kendini çağırır ve tekrar baģa döner. TO DDUR MSTOP "M1 MCW "M2 WAIT 5 MSTOP "M2 MCW "M3 WAIT 1 MSTOP "M3 WAIT 3 MCW "M2 WAIT 5 MSTOP "M2 MCCW "M3 WAIT 1 2361
MSTOP "M3 HHAR END TO DDUR ile prosedürün adı tanımlanmıģtır ve prosedürün ilk satırıdır. DDUR prose- dürü trenin durağa geldiğinde durmasını sağlayan prosedürdür. MSTOP ile M1 motorunun durması sağlanır. MCW komutu, M2 motorunun saat yönünde hareketini sağlar. M2 motoru- nun çalıģmasıyla ses düzeneği çalıģarak varılan istasyonun adı söylenir. Örneğin TEKNĠK EĞĠTĠM FAKÜLTESĠ Ģeklinde varılan durak sesli olarak bildirilir. WAIT 5 saniyelik bekle- me iģlemini gerçekleģtirir ve MSTOP ile M2 motoru durdurulur. MCW komutu, M3 motoru- nun saat yönünde hareketini sağlar. M3 motorunun çalıģmasıyla kapı açılır. WAIT 1 saniyelik bekleme iģlemini gerçekleģtirir ve MSTOP ile M3 motoru durdurulur. WAIT 3 saniyelik bekleme iģlemini gerçekleģtirir. MCW komutu, M2 motorunun saat yönünde hareketini sağlar. WAIT 5 saniyelik bekleme iģlemini gerçekleģtirir ve MSTOP ile M2 motoru durdurulur. MCCW komutu, M3 motorunun saat istikametinin tersi yönünde hareketini sağlar. WAIT 1 saniyelik bekleme iģlemini gerçekleģtirir ve MSTOP ile M3 motoru durdurulur. HHAR ile o ismi taģıyan prosedüre dallanma sağlanır. END komutu ile prosedürün sonlanması sağlanır. 11. SONUÇ: Robotlar veya robotik sistemler sürekli geliģme içerisinde bulunan toplumsal yaģanımızın vazgeçilmez unsurları haline gelmiģlerdir. Teknolojik 2362
geliģmenin bir sonucu olarak, kullanılmaya baģlanan ve sürekli geliģme içerisinde bulunan bu sistemler, günümüzde birçok sektörde kullanılır duruma gelmiģtir. Robotik sistemlerin kullanıldıkları sektörlere göre, farklı iģlevler vermelerine karģın temel gaye, yaptıkları iģte hızlı, güvenilir ve düzenli çalıģan sis- temler oluģturmaktır. Örnek: Sanayi sektöründe; üretimin daha ucuz, hızlı ve verimli çalıģması.ulaģım sektöründe; ulaģımın daha hızlı, güvenilir ve sağlıklı yapılması sağlanmıģtır. Günümüzde büyük Ģehirlerde kullanılan metro sistemleriyle; Ģehir içi trafiğin yoğun- luğundan, tıkanıklığından ve gürültüsünden uzak bir ulaģım imkanı sağlamaktadır. Metro sistemleriyle, bireylerden kaynaklanan gecikme ve aksamalardan uzak, düzenli ve güvenilir ulaģım ortamı sağlanmıģtır. Bu proje ile sürücüsü olmadan duruģ ve kalkıģ vakitlerine göre yolcu indiren-bindiren bir sistem gerçekleģtirilmiģtir.. Fischertechnik robot montaj seti kullanılarak montaj yapılmıģ ve logo programlama dili ile sistemin kontrolü sağlanmıģtır. 2363
2364