BİLGİSAYAR TABANLI S/T MERMER KESME MAKİNESİ Hazırlayan: Said Mahmut ÇINAR
Makinenin Başlangıçtaki Tasarım Amacı Makine; Doç. Dr. İ. Sedat BÜYÜKSAĞİŞ tarafından 1998 yılında hazırlanan Dairesel Testereli Blok Kesme Makinelerinde Mermerlerin Kesilebilirlik Analizleri isimli doktora tezinde yapılacak deneylerde kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
Makinenin Mekanik Yapısı
Bilgisayar Tabanlı Ölçme ve Kontrol Sistemi
Ölçme ve Kontrol Ara Yüz Programı
Veri Kayıt Dosyası ve İşlenmiş Veriler FX,FY,FZ ( kgf ) 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 FX FY FZ 0,00 0 10 20 30 40 50-5,00-10,00 Zaman ( sn )
Kullanılan Analiz Yöntemi Mermer kesmede tüketilen enerji mermere etkiyen üç boyutlu kuvvetlerden hareketle hesaplanmaktaydı. Bu durum gereken çeşitli hatalara sebep olmaktaydı. Bu hataları yok etmek için testere motoruna enerji analizörü bağlanması düşünüldü.
Mermer Kesmede Tüketilen Elektrik Enerjisinin Analizi Elektrik enerjisi tüketimi analizleri; Arş. Grv.Said Mahmut ÇINAR tarafından 2007 yılında hazırlanan S/T Mermer Kesme Makinelerinde Elektrik Enerjisi Tüketimi Optimizasyonu isimli yüksek lisans tezi bünyesinde makinede yapılan bir dizi revize çalışmaları sonucunda gerçekleştirilmiştir.
Revize Edilmiş Sistemin Blok Şeması
Makinede Yapılan Düzenlemeler
Makinede Yapılan Düzenlemeler
Makinede Yapılan Düzenlemeler
Ara Yüz Programında Yapılan Düzenlemeler
Ara Yüz Programında Yapılan Düzenlemeler
Ara Yüz Programında Yapılan Düzenlemeler
İşlenmiş Veriler
Enerji Tüketimi Analizi Deneylerde Tüketime Etkisi İncelenen Parametreler İlerleme l Hızı (Vk) değişken Testere Dönüş Hızı (V c ) Kesme Derinliği ğ (H k k) Su miktarı değişken sabit sabit
Testere Dönüş ve İlerleme Hızlarının Enerji Tüketimine Etkileri 900 800 800 Vc = 1432rpm Vc = 1910rpm Vc = 2387rpm Vc = 2864rpm SE [Wh/m3] 600 SE [Wh/m3] 700 600 400 Vk = 0,3m/min. Vk = 0,4m/min. Vk = 0,5m/min. Vk = 0,6m/min. 500 Vk = 0,7m/min. 200 1432 1910 2387 2864 400 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 ns [rpm] Vw [m/min.]
Çalışmadan Elde Edilen Sonuçlar Enerji tüketimine etki eden en önemli iki makine parametresi ilerleme hızı ve testere dönüş hızıdır. Bunlardan ilerleme hızının etkisi oldukça fazladır. Bu iki parametrenin doğru şekilde belirlenmesi ve kesim boyunca düzenlenmesi ile enerji tüketimi optimize edilebilir.
TÜBITAK Projesi Yüksek lisans çalışmasında elde edilen sonuçlardan hareketle enerji tüketiminin optimizasyonuna yönelik bir araştırma projesi önerisi verildi. Proje önerisi Ocak 2007 döneminde TÜBİTAK tarafından desteğe değer bulundu ve çalışmalara başlandı.
Proje kapsamında Yapılan Çalışmalar Makinenin mevcut altyapısı ile proje çalışmaları başlatıldı. Ancak enerji ölçümlerinin yapıldığı enerji analizörü optimizasyon çalışmalarında kurulacak kontrol döngülerine cevap veremeyeceği tespit edildi. Bunun üzerine LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) tabanlı yeni bir ölçme ve kontrol sisteminin tasarımı için gerekli çalışmalar başlatıldı. ş
LabVIEW Tabanlı Ölçme ve Kontrol Sistemi
Proje Kapsamında Makinede Yapılan Donanım Düzenlemeleri
Proje Kapsamında Makinede Yapılan Yazılım Düzenlemeleri
LabVIEW Tabanlı Ara Yüz Programı Kodları
LabVIEW Tabanlı Ara Yüz Programı Kodları
Proje Kapsamında Yapılan Test Deneylerinden Alınan Sonuçlar 3500 5000 3000 2500 4000 0,3m/min. 0,7m/min. 0,5m/min. 0,9m/min. 2000 P [W] 1500 P [W] 3000 2000 1000 500 0 1000 1350d/dk 1400d/dk 1450d/dk 1500d/dk 0 0 24 48 72 96 0 24 48 72 96 t [s] [] t [s] []
Kurulan Kontrol Döngüsü Blok Şeması
Yüzer Kontrolör Blok Şeması
Yüzer Kontrolörden Alınan Sonuçlar 1,6 6000 1,2 5000 4000 SE [Ws/mm3], 0,8 3000 P [W] Vw[m/dk] SE Vw P 2000 0,4 1000 0 0 3 7 10 14 17 20 24 t[s] 0 2 7000 1,6 1,2 SE[W [Ws/mm3], Vw[m/dk] 0,8 0,4 0 SE Vw P 0 4 7 11 14 18 t[s] 6000 5000 4000 P [W] 3000 2000 1000 0
Yüzer Kontrolörle Yapılan Deneylere İlişkin Toplu Sonuçlar Rock type Cutting mode SE [Ws/mm3] W [Ws] Çankırı beige marble Afyon white marble Denizli travertine Manuel (1m/min.) 1.381 123634 Automatic Desired SE 1.2Ws/mm3 0.01m/min. 1.282 114699 0.02m/min. 1.206 107939 0.03m/min. 1.203 107641 0.04m/min. 1.316 117815 Manuel (1.2m/min.) 1.087 97328 Automatic Desired SE 1Ws/mm3 0.01m/min. 1.061 94983 0.02m/min. 1.064 95259 0.03m/min. 1.072 95954 0.04m/min. 1.060 94836 Manuel (1.5m/min.) (15 0.857 76736 Automatic Desired SE 0.7Ws/mm3 0.01m/min. 0.858 76831 0.02m/min. 0.841 75239 0.03m/min. 03m/min 0.804 71951 0.04m/min. 0.803 71839
Proje Kapsamında Sürdürülen Çalışmalar PID kontrolör geliştirme çalışmaları devam etmektedir. PID kontrolör araştırmalarının ardından Fuzzy kontrolör çalışmalarına başlanacaktır.
Sabrınız için; TEŞEKKÜR Ş EDERİM Said Mahmut ÇINAR