5.16. ZEYTİNYAĞI İMAL EDEN OTOMASYON SİSTEMİNE AİT BENZETİM PROJESİ Prof. Dr. Asaf VAROL avarol@firat.edu.tr GİRİŞ Yemek; zaman süreci olarak insan hayatında oldukça yer tutar ve insanlar için ayrılmaz bir olgudur. Türkiye de yapılan bir istatistiğe göre 60 yaşına kadar hayatta olan bir kişi, ortalama altı buçuk yıl gibi göz ardı edilemeyecek bir süreyi yemek yiyerek geçirmektedir. Haklı olarak böylesine uzun bir süre ayırdığımız yemeğin damak lezzetine hitap etmesini isteriz. Aynı zamanda millet olarak doğallığa ve saflığa düşkünüzdür. Ama ne var ki günümüzde bunun olabilmesi oldukça güçleşiyor. Çünkü insan tükettiği gıdaların hangi işlemlerden hangi ortamlardan nasıl geçtiğini genelde bilmemektedir. Bu nedenle de endişelidir. Ama otomasyon ve robotlardan birazcık haberdar olan ve gıdaların önemli bir bölümünün otomasyon tekniği ile üretildiğinin farkında olan insanlar, daha az endişe duyarlar. Zaten bunu bilenler özellikle gıda alışverişini genelde büyük süper marketlerden yapmaya çalışırlar. Çünkü bu marketler; kalite, sağlık vb. açılardan daha güvenilir oldukları hissini verir. İnsanların enerjilerinin ana kaynağını yağlar oluşturur. Bunlardan en doğal en sağlıklı olanı da kuşkusuz zeytinyağıdır. Türk mutfağında özel yemeklerde kullanılan zeytinyağının elde edilmesi pek kolay olmaktadır. Zeytinyağı imalatının seri bir şekilde yapılması istenir. Ayrıca imalatın 1653
sağlık açısından güvenilir olabilmesi için de temiz bir üretim gerçekleştirilmelidir. Tüm gıda üretimlerinde sağlık, kalite ve güvenilirlik, zeytinyağı üretiminde de ön plandadır. Bu özellikleri yerine getirmek için zeytinyağı imal eden robot, benzetim projesi şeklinde aşağıda sunulacaktır. PROJENİN KONUSU VE AMACI Zeytinyağı üretiminde zor olan işlemler; zeytin tanelerinin eritilmesi, preslenmesi, antraktlanması ve ayrıştırılmasıdır. Burada benzetim projesi üzerinde bu işlerin nasıl yapılabileceği ve yağ elde etmede etkili olabilecek otomasyon teknikleri üzerinde durulacaktır. Robot benzetim projesinin yapılmasındaki birinci amaç; zeytinlerin sıcak su ile eritilerek preslenmesidir. İkinci amaç, yağ ve suyun birlikteliğinin ayrıştırma işlemidir. Üçüncü ve son amaç ise yağın filtreden geçirilmesidir. Ancak bu proje çalışmasının yapılmasındaki asıl amaç, masa üstü robot parçaları kullanarak benzetimle, bu tür tasarımın nasıl yapılacağını küçük lego parçalar üzerinde göstermektir. İnsan gücünün yetersiz kaldığı işlemlerin yapılmasında otomasyon ağırlıklı birçok makine ve sistemler geliştirilmiştir. İşlemlerin periyodik olarak gerçekleştirilebilmesi ve insan tarafından yapılan gözetim ve denetim yerine, etkili ve güvenilir otomatik işlem kullanılması amaçlar arasındadır. Yediğimiz bir çok margarin ve yiyeceklerin üretiminin insan eli değmeden yapılması ve konumuzu teşkil eden otomatik zeytinyağı imalatı işleminde yine insan gücünün minimuma indirilmesi hedeflenmiştir. 1654
1. ZEYTİN PRESLEME SİSTEMİNİN TANITIMI Sistemde ilk işlem; zeytinlerin sıcak su ile yumuşatılarak preslenmesi, yağ ve suyun birlikteliğinin ayrıştırılmasıdır. Son işlem ise yağın kanal ile diğer kazana aktarılmasıdır. Bu işlemeleri, robotun üç ana kısmı oluşturur. Bunlar sırasıyla şunlardır: I Kısım :Zeytinleri yumuşatarak presleyen pres kolu sistemi. II Kısım : Kazanların hareketini sağlayan ve hareket esnasında sarsıntıdan dolayı zeytin yağı ve suyun ayrışmasını sağlayan ray sistemi. III Kısım : Zeytinyağı ve suyun birbirinden ayrılması için zamanlamalı çalışan antrakt kazanının kapağını açan ve kapayan sistem. MALZEME SEÇİMİ Sistemimizdeki motorların kontrolü genel olarak anahtarlarla yapılmaktadır. Kullanılan ana malzemelerin isimleri aşağıda verilmiştir. MOTOR (3 ADET) ANAHTAR (7 ADET) DİŞLİ RAY ARABİRİM LEGO PARÇALARI ve MUHTELİF MALZEMELER 1655
Robotun Prensip Şeması MONTAJ AŞAMASI Sistemin montajında öncelikle belirli parçaların işlevlerini yerine getirecek grup montajları yapılmıştır. Grup montajları birleştirilerek, asıl sistem oluşturulmuştur. Aşağıda grup olarak montaj edilmiş parçalar ve ne işe yaradıkları açıklanmıştır. Kazanların ileri ve geri hareketini sağlayan ray sistemi 1656
Zeytinleri presleyen pres Antrakt kapağını açan sistem 1657
Robotun genel olarak önden görünüşü Robotun soldan genel görünüşü 1658
Robotun sağ üstten görünüşü Robotun sol arka üstten görünüşü (Kapak açma sistemi) 1659
Robot ve robotu logo programıyla işleten bilgisayarın genel görünümü 2. SİSTEMİN ÇALIŞMASI Robot ilk olarak belli bir süre beklemektedir. Bu süre zarfında zeytinler posa kabına doldurulmaktadır. Bu süre dolduktan sonra robot hareket etmektedir. Robot hareketini programdan aldığı komut ve M1 motoru ile sağlamaktadır. M1 motoruna ileri yönde enerji verilerek kazan pres altına doğru hareket eder. Kazanın bu hareketi E2 anahtarına kadar devam etmektedir. E2 anahtarındaki değişme ile M1 motorunun hareketi duracaktır. Bu işlem ile kazan tam pres altında durmuştur. Buradaki işlem ise kazan içindeki zeytinlerin preslenmesidir. Bu işlem M2 motorunun ileri yöndeki hareketi ile sağlanır. M2 motorunun hareketi E8 anahtarındaki değişime kadar sürer. Bu arada zeytinin yumuşatılması için sıcak su dökülmektedir. Zeytinlerin tam preslenmesi için bir süre bekler. Bu bekleme süresi sonunda geri çekilir. Bu geri çekilme işlemi E7 anahtarında değişme oluncaya kadar devam etmektedir. 1660
Pres geri çekilince kazan yoluna devam etmektedir. Kazan E4 anahtarına bastığında kazan durmaktadır. Durduktan sonraki konumu ise antrakt kazanının kapağını açan sistemin önünde durmaktadır. Bu sistem M3 motoru ile hareketini sağlamaktadır. İlk olarak M3 motoru çalışıp E5 anahtarında değişme olana kadar devem eder. Simüle olarak kazanın kapağı açılır ve altta olan su boşalır. M3 motoru geri yönde çekilerek kazan kapağı kapatılır. Geri çekilme işlemi E6 anahtarına kadar devam eder. Bir süre bekler. Bu bekleme süresinde simüle olarak zeytinyağının boşalması için diğer kazan ray önüne gelmektedir. Son olarak yağın boşalması için yukarıda anlatılan işlemler tekrarlanır. Son işlem ise robotun geri dönmesi olayıdır. Bu M1 motorunun geri hareketi ile sağlanır. Bu hareket E1 anahtarındaki değişime kadar olur. Sonra yine anlatılan işlemler tekrarlanır. 3. KULLANILAN PROGRAMIN LOGO DİLİNDE KODLANMASI TO ZEYTIN INIT MCW M1 WATCH E2 MSTOP M1 MCW M2 WATCH E8 MSTOP M2 WAIT 5 MCCW M2 1661
WATCH E7 MSTOP M2 MCW M1 WATCH E4 MSTOP M1 WAIT 10 BOSALTMA END TO BOSALTMA MCW M3 WATCH E5 MSTOP M3 MCW M4 WAIT 5 MSTOP M4 MCCW M3 WATCH E6 MSTOP M3 WAIT E5 MCW M3 WATCH E5 1662
MSTOP M3 MCW M4 WAIT 5 MSTOP M4 MCCW M3 WATCH E6 MSTOP M3 GERI END TO GERI MCCW M1 WATCH E1 MSTOP M1 WAIT 15 ZEYTIN END 4. PROGRAMIN ADIM ADIM AÇIKLANMASI: TO ZEYTIN INIT 1663
TO ZEYTIN komut satırı programın başlangıç satırıdır. TO ifadesi program başlangıcını, zeytin ise programın adını belirtir. MCW M1 WATCH E2 MSTOP M1 MCW komutu motora enerji verilmesini sağlayan komuttur. Bu ifade belirtilen motorun ileri yönde (Saat ibresi yönünde dönme) hareketini sağlar. İlk komut satırı M1 motorunun ileri yönde hareketinin sağlar. WATCH komutu ise gözle manasını taşır. Burada E2 anahtarı gözlenmektedir. Son satırda ise E2 anahtarında değişme olduğunda hareket halindeki M1 motorunu durdurmaktadır. MCW M2 WATCH E8 MSTOP M2 WAIT 5 MCW M2 komutu ile M2 motoru ileri yönde hareket eder. Bu arada E8 anahtarı robot tarafından gözlenmektedir. E8 anahtarında değişme olduğunda MSTOP komutuyla M2 motoru durdurulmaktadır. WAIT 5 komutuyla robot 5 saniye beklemektedir. MCCW M2 1664
WATCH E7 MSTOP M2 MCCW komutu ile M2 motoru geri yönde hareket ettirilir. E7 anahtarında değişme olduğunda MSTOP komutu ile M2 motoru durdurulur. MCW M1 WATCH E4 MSTOP M1 WAIT 10 MCW M1 komutu ile M1 motoru ileri yönde hareket ettirilir. E4 anahtarında değişme gözlendiğinde motor hareketi son bulur. Son komut satırı ise robotun 10 saniye beklemesini sağlar. BOSALTMA END BOSALTMA komut satırı bir alt programa gitmesini sağlar. Bu alt program aşağıda verilmiştir. END, programın bittiğini ifade eder. Bu ana kadar zeytin presleme işlemi yapılmış ve robot antrakt kazanının kapağını açan sistemin önünde durmuş pozisyondadır. Bundan sonraki işlemler bir alt programda devam etmektedir. 1665
TO BOSALTMA Bu komut satırı alt programın başlangıcını ve ismini belirtir. MCW M3 WATCH E5 MSTOP M3 MCW komutu ile M3 motoru ileri yönde hareket ettirilir. E5 anahtarında değişme gözlendiğinde M3 motorunun hareketi MSTOP komutu ile durdurulur. MCW M4 WAIT 5 MSTOP M4 MCW komutu ile M4 motoruna enerji verilir. Burada M4 motor girişine su akışını simüle etmek için lamba bağlanmıştır. Yani lambanın yakılması sağlanmıştır. 5 saniye bekledikten sonra MSTOP komutu ile M4 motorunun enerjisi kesilerek lamba söndürülür. MCCW M3 WATCH E6 1666
MSTOP M3 WAIT E5 MCCW komutu ile M3 motoru geri yönde çekilir. Bu hareket E6 anahtarında değişme gözlendiğinde durur ve 5 saniye bekler. MCW M3 WATCH E5 MSTOP M3 MCW komutu ile M3 motoru tekrar ileri yönde hareket ettirilir. Bu işlem E5 anahtarındaki değişim ile son bulur. MCW M4 WAIT 5 MSTOP M4 MCW komutu ile yine M4 motoruna enerji verilir. Bu sefer yağ akışını simüle etmek için lamba yanar. 5 saniye bekledikten sonra M4 motorunun enerjisi kesilir. MCCW M3 WATCH E6 MSTOP M3 1667
MCCW komutu ile M3 motoru yine geri çekilmektedir. Bu hareket E6 anahtarındaki değişim ile son bulmaktadır. GERI END GERI komut satırı programın alt programa dallanması sağlar. Yani program işleyişine GERI alt programından devam eder. END ise BOSALTMA alt programının bittiğini ifade eder. Robotun bu alt program sonundaki pozisyonunu kapak açma sisteminin önündedir. TO GERI Bu komut satırı GERI alt programının başlangıcını ve ismini belirtir. MCCW M1 WATCH E1 MSTOP M1 MCCW komut satırı ile M1 motoru geri hareket eder. Bu hareket E1 anahtarındaki değişme ile son bulur. 1668
WAIT 15 ZEYTIN END Robot başlangıç konumuna gelmiştir. Burada WAIT 15 komutu ile 15 sn. beklemekte ve ZEYTIN ana programına dallanmaktadır. END ifadesi ise GERI alt programının bittiğini ifade eder. Program bir kör döngü içindedir. Devamlı olarak aynı işlemleri tekrar eder. Zaten amaçlanan da budur. SONUÇ: Zeytin yağı çıkarırken yapılan işlemlerdeki zorlukları ve el değmeden zeytin yağı imalini gerçekleştiren bir otomasyon sisteminin montajı; benzetim olarak lego parçaları ile yapılmıştır. Bu proje üzerinde çalışma yapan öğrencilerin hem tasarım yönleri hem de montajı gerçekleştirerek, otomasyon tekniğinin temel prensibini öğrenmiş olmaktadırlar. Bilgisayar yardımı ile nasıl kontrol sağlanabileceği konusunu irdelemiş olmaktadırlar. KAYNAK: [1] Zeytin Yağı İmal Eden Robot,Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Bölümü, Robotik Dersi, Proje no: 1998/10 1669
1670