rekabeti etkenleri bu gelişmeye yeni boyutlar kazandırmıştır. bu … · 2018-06-11 ·...
Post on 28-May-2020
6 Views
Preview:
TRANSCRIPT
CAM FIRINLARINDA ÖLÇÜ-KONTROL
İsmail ÎJSER-Fahir AKIN
Türkiye Şişe ve Cam Fabrikaları A.Ş.Araştırma Müdürlüğü
"Bir şeyi bilmek onu ölçmek ve rakamlarlaifade edebilmektir. Ölçüp rakamla ifade edemediğimiz bir konuyu tam olarak bildiğimizsöylenemez".
Lord Kelvin,1883
9zet
Günümüz dış pazarlarında süren yoğun rekabet ortamı, camüretiminde gelişen teknolojik olanaklardan yararlanmayızorunlu hale getirmiştir. Elektronik ve kontrol sahalarında kaydedilen ilerlemeler bu konunun cam üretim sürecindegittikçe daha etkin bir rol oynaması sonucunu doğurmuştur.
6u bildiride, cam fırınlarında SlçO-kontrol uygulamalarınınamaçları, gelişen kontrol kavramları ve değerlendirme yöntemleri üzerinde durulmaktadır.
CAM ENDÜSTRİSİNDE KULLANILAN ÖLÇÜ-KONTROL SİSTEMLERİNİNTARİHİ GELİŞİM NEDENLERİ
Cam üretim teknolojisinin çok eski tarihlere dayandığı bilinmektedir. Ancak,son yirmi yıl içerisinde, yükselen akaryakıt fiyatları ve şiddetlenen pazarrekabeti etkenleri bu gelişmeye yeni boyutlar kazandırmıştır. Bu olgular da,sonuç olarak cam üretim şartlarında yeni biçimlenmelere yol açmıştır (Şekil 1).
Pazar şartlarının getirdiği bu zorlamalardan kaynaklanan ve "ne yapalım"sorusunun cevabı olan bu biçimlenmeler kapasite, verim ve kalite gibi üre-
cim şartlarında artma; maliyette ise düşme olarak kendilerini göstermişlerdir. Bu koşullara "nasıl" ulaşırız sorusuna ise, üretim teknolojisindeki gelişmelerden yararlanmak olarak cevap verilebilir.
Gerçekten de, artık eskisinden daha dayanıklı refrakter malzemeler ve ye
ni fırın dizaynları ortaya çıkmıştır. Daha kaliteli hammaddeler yaygın olarak kullanılmakta, daha hızlı üretim makineleri hatlarda yerlerini almakta
dırlar. Tüm bunların yanı sıra enerjiyi gittikçe daha ekonomik kullanan yeni üretim yöntemleri geliştirilmektedir.
Ancak tüm bu gelişmeler, üretim sürecinin hemen her adımında, koşulların
PAZARDAREKABET IHİTOARTIŞI ^
, ÜRETİM ŞARTLARI
KAPASİTE 1VERİM ARTMAKALİTE JMALİYET a DÜŞME
iTEKNOLOJİK GELİŞMELER
DAYANIKLI REFRAKTERLERYENİ FIRIN DİZAYNLARIDAHA KALİTELİ HAMMADDEHIZLI ÜRETİM MAKİNALARI
KOŞULLARINDAHA HAŞŞASKONTROLÜ
Şekil 1
çok daha dar sınırlar içerisinde kontrol edilmesi şartını da beraberindegetirmiştir.
ELEKTRONİK ALANİNDA GELİŞMELER
Tûm bu gelişmelere paralel olarak elektronik ve kontrol alanında da büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Lambalı devrelerden transistörlü devrelere
geçiş 1951'de başlayıp 10 sene sürmüştür. Bu alanda gittikçe süratlenerekkaydedilen gelişmeler 1970'li yılların başlarında tümleşik devrelerin ortaya
çıkmasıyla yeni bir boyut kazanmış, günümüzde pul büyüklüğünde bir alana
250.000 transistörün sığdırılabileceği aşamaya gelinmiştir.
1980'lerde bu gelişmelerin doğal sonucu olarak ortaya çıkan mikroişlemci-ler önce cep hesaplayıcılarında kulleınıldıktan sonra, fiyatlarının düşmesiy
le kısa bir süre sonra hemen her türlü elektronik cihazda kullanılmaya
başlanmıştır.
Böylelikle evvelce mümkün olmayan "On-Line" hesaplama ve kontrol İş
lemleri bu yeni cihazlarla ucuz ve etkin olarak yapılabilmektedir (Şekil 2).
Yukarda bahsedilen zorlamalarla ortaya çıkan ve cam üretim koşullarınınçok hassas kontrolünü gerektiren şartlar, elektronik sanayiinde ortaya çıkan bu gelişmelerle bütünleşince gelişmiş ölçü-kontrol sistemleri gündeme
gelmiştir.
Bu sistemler üretimin her aşamasında kullanılabilirler, ancak bu bildiridesadece fırın kontrolü ile ilgili kontrol sistemleri üzerinde durulacaktır.
CAM FIRINLARINDA ÖLÇÜ-KONTROL
Cam fırınlarında kontrol altında tutulmak zorunda olan ana parametreler:
• çeşitli noktalardaki sıcaklıklar,• yanma şartları,
• cam seviyesi ve
. iç basınç
olarak kabul edilmektedir.
TÜPLER1950- • r #
TRANSİSTOR
1960- ENTEGRE DEVRELER
MS!
1970- LSI
VLSI
1980-MİKRGİŞLEMCILER
1r
ELEKTRONİK SANAYİİNDEKİ GELİŞMELER
Şekil 2
Tüm bu parametreler klasik kontrol mantığı ile kontrol edilebilirler (Şekil3).
Şekildeki temsili cam fırınının sıcaklığını kontrol etmek için fırın sıcaklığı
kemere yerleştirilmiş bir termoeleman tarafından alınmakta, kontrol cihazında istenen sıcaklık (set değeri) ile karşılaştırılmakta ve çıkan sonucagöre fırın yakıt vanası açılıp kapanarak ftrın sıcaklığı sabit tutulmaya çalışılmaktadır.
Burada fırın sıcaklığının tek fırına giren yakıt miktarıyla değiştiği kabuledilmiştir. Oysa ki, fırın sıcaklığının sabit tutulması için
. yakıt basıncı,. yakıt sıcaklığı ve viskozitesi,. primer hava basıncı,. primer hava debisi,
. sekonder hava sıcaklığı,
. sekonder hava debisi,
. baca gazı oksijen seviyesi ve
. fırın iç basıncı
gibi parametrelerin sabit tutulması gerektiğini bilmekteyiz. Bu nedenle, tekyakıt miktarını kontrol eden bir kontrol uygulamasının başarılı olamayacağıaçıktır.
PROSESDEĞİŞKENİ
TERMOELEMAN
SICAKLIKKONTROL
SET DEĞERİ
CİHAZ!
ÇIKIŞ
*0^
KAPALIÇEVRİM
FIRIN
KONTROLDEĞİŞKENİ
3
YAKİT KONTROLVANASI
KLASİK KONTROL
Şekil 3
riRIN TERMDCLEMANINSAN
FIRIN SICA|<LIGI-Ij KDNTRDL CİHAZI
D/P
DUŞÛKSEÇİCİ
YAKITTRANSMITERI
PV
I.
D/P
0BC
SP
YAKIT akisKDNTRDLCİHAZI
YAKIT KDNTRDLVANASI
YAKIT
YÜKSEKSECİCİ
YAKMA HAVASITRANSHİTERİ
r\
PV
SP
E35
D/P
YAKMAHAVASIKDNTRDLCİHAZI
(S
YAKMA HAVASIKDNTRDL VANASI
\JfAKMA HAVASI
Şekil 4
Kontrolü daha iyileştirmek için yakıt ve sekonder hava debisini de kontroletmek istersek Şekil 4'te gösterilen kontrol düzenine ulaşırız. Pratikte ok
sijen parametresi de kontrol edilir ancak, artık klasik kontrol mantıklarıile kolay kolay başa çıkılamayacak karmaşık düzenler söz konusu olmaktadır.
İşte bu aşamada gelişmiş kontrol sistemleri devreye girmektedir.
GELİŞMİŞ KONTROL SİSTEMLERİ
Gelişmiş kontrol sistemleri dendiğinde,
. süpervizor kontrol,
. doğrudan sayısal kontrol ve
. dağıtılmış kontrol sistemleri akla gelmektedir.
SÜPERVİZOR KONTROL
Proses, klasik kontrolda olduğu gibi tek çevrimlik kontrol cihazlarıyla idareedilmektedir. Kontrol cihazları birbirleriyle, ve normalde kontrol odasında
duran süpervizor bilgisayarla haber leşe bil m ektedir.
MERKEZİ SÜPERVİZOR
Bilgisayardan prosesle ilgili verileri alabilmek, bunları bir takım ekran resimleri üzerinde anlamlı olarak gösterebilmek,alarmları ve vardiya raporlarını otomatik olarak yazıcı ile yazdırabilmek mümkündür. Merkezi birimdenkontrol cihazlarının set değerleri değiştirilebilmektedir (Şekil 5).
MERKEZİ BİLGİSAYAR KONTROLÜ
Proses için gerekli kontrol stratejisi, birçok proses değişkeni ve kontrol parametresi arasından karmaşık birtakım ilişkileri içeren hesaplamalarla sağlanıyorsa, bunları tek çevrimlik kontrol cihazlarıyla yerine getirmek mümkün olmayabilir. Bu zorlama, 1950'li yıllardan itibaren bilgisayar alanındakat edilen gelişmelerle birleşince merkezi bilgisayar kontrolü gündeme gel-
miştir.
r^PERVİSÖR KONTROL ■
-f
BİLGİSAYAR
''v[''
YAZICI l
TEK ÇEVRIMUKKONTROL CİHAZLARI
-m
? "'c
"il
Şekil 5
Bu sistemde tûm girişve çıkışlar merkezi bilgisayarda toplanmaktadır. Bilgisayar girişlerideğerlendirmekte, hesaplamalarını yapmakta
ve çıkışları doğrudandoğruya sahaya gönder-mektedi r.
Sistem, çeşitli uygulamalarda kullanıldıktan
sonra, tüm kontrolün
bir merkezi birim tara
fından işlenmesinin or
taya koyduğu risk yüzünden yavaş yavaş ter-
kedilmeye başlanmıştır
(Şekil 6).
DAĞITILMIŞ KONTROL
Dağıtılmış kontrol sistemleri, merkezi bilgi
sayar kontrol sistemle
rinin ortaya koyduğukontrol esnekliği, mer
kezi entegrasyon, kar
maşık kontrol algorit
malarının kolayca adap
te edilebilmesi gibi iyi
taraflarını tutup; kont-
OPERATOR
MONİTÖRÜ çizici
i: ' ? V-»,'5
. »r ̂ ^
f YAZia'::"-
rolün tek merkezde toplanmasından dolayı ortaya çıkan riski bertaraf etmeçalışmalarının sonucu olarak ortaya çıkmışlardır.
Bu sistemlerin temelinde
yatan mantık, kontroledilecek prosesi fonksiyo
nel olarak bütünlük teş
kil eden mümkün oldu
ğunca fazla sayıda parça
ya bölmek, ve bu parçaların her birinin topyekün
kontrolünü de mikroişlem-
ci tabanlı bir kontrol bi
rimine vermektir. Sahada
bu suretle oluşturulan"otomasyon adacıkları"
arasında da, daha yukarı
bir seviyede oluşturulan
ve bilgi iletişimi, saklanması ve değerlendirmesiamaçlarına hizmet edendeğerlendirme ve kontrolüniteleri bulunmakta, bu
suretle prosesin bir bütünolarak gözlenmesi, değerlendirilmesi ve kontrolü,
kısaca kontrol entegrasyo
nu sağlanmaktadır (Şekil7).
».T-J
^ i^ t
s
MERKEZİBİLGİSAYAR
GİRİŞLER j 'M
< ir.v-
îfT''
ÇIKIŞLAR
MERKEZİ bilgisayar KONTROLÜ
Şekil 6
rr'I
Yapı olarak, sahada dağıtılmış durumda bilgi toplayan ve bölgesel kontrol
DAĞİTILMIS KONTROL
□■□Mnn■ it
a.'. OPERATOR İSTASYONU ^rrri
i*'..■(5^ ıSiac'— ■J';;—St&II'lS® Cv
İLETİŞİM HATTİ
-İLUİ.
' -Nu'S,^p::p^
İıMlîik. IUlı Ai uu.
UUlUlli*—rf"MuUUıÜjımuulil
hll. .
^^İiUUUİİİıfSİS.k'r-:.^İLlUllil-
kllilİLİü,ülUUUL.
kUİUİİUİfTTTîni
rî«.il.iıiuurPTTÎTİPROSES İSTASYONU
■ '
EB yBp, OaiaB OfiklElB©gj ©g, mB ®0 »rafi ®
Şekil 7
11
yapan birimleri, kontrol odasında ise çevre birimlerden gelen bilgileri değerlendiren ve operatöre kontrol olanaklarım sağlayan ekran, manyetikbant gibi depolama cihazları; yazıcı, ekran kopyalayıcı gibi kayıt cihazlarıbulunabilmektedir. Tüm bu birimler birbirlerine çoğunlukla "Hiway" denilen
bir hatla bağlanmakta ve tüm haberleşme bu hat üzerinden yürütülmektedir.
DOĞRU SEÇİM
Şimdiye kadar üzerinde durulan tüm kontrol sistemlerinin, yani konvansiyo-nel, süpervizor, merkezi bilgisayar ve dağıtılmış kontrol sistemlerinin tümünün güncel kontrol sistemleri olduğunu, doğru kontrol sistemi seçiminin ancak uygulamanın iyi bir analizi yapıldıktan sonra saptanabileceğini belirtmekgereki r.
Şekil 8'de değerlendirme ve doğru seçim konularında yapılması gerekenlerşematik olarak gösterilmektedir.
Görüldüğü gibi ilk olarak "ne yapılmak isteniyor" sorusuna cevap bulmakgerekmektedir. Bu cevap sonradan yapılacak tüm çalışmalara yön verecektir. Amacın net olarak ortaya konması anlamına gelen bu çalışmadan değişik sonuçlar çıkabilir: Amaç eskimiş cihazların yenileriyle değiştirilmesi,cihazların standardize edilmesi, işletme maliyetlerinin düşürülmesi, ilerikontrol mantıkları kullanılması, vs. gibi çeşitli şekillerde ortaya çıkabilir.
Bu aşamadan çıkan sonuç işletmenin uzun vadeli planlarıyla karşılaştırılmalıdır. Bunun sonucunda amaçlar belki de yeniden gözden geçirilmek zorundakalacaktır.
Bu aşamalardan sonra, nihai amaç doğrultusunda bir kapsam belirleme çalışması yapılması gerekir. Kapsamın net olarak ortaya konması, belki deprojenin en önemli adımıdır. Kapsam belirlenirken şirket hedefleri, elemankaynaklan ve yan sistemlerin (yani enerji, mevcut boru donanımı gibi) genel durumunu dikkate almak gerekecektir.
to
DOĞRU SEÇİM NASIL YAPILACAK
NE YAPILMAK İSTENİYOR
CİHAZLARIN STANDARDIZE EDİLMESİ
ESKİMİŞ CİHAZURIN YENİLENMESİİŞLETME MALİYETLERİNİN DÜŞÜRÜLMESİİLERİ KONTROL MANTIKLARIOPTİMİZASYON
VS..
ELDE EDİLECEK FAYDALARIN SAPTANMASİ
İŞLETMENİN ESKİ CİHAZLARLA PERFORMANSI
İŞLETME FELSEFELERİEKONOMİK KOŞULLARPERSONEL
VS..
ŞİRKETİN UZUN
VADEÜ PLANLARIYLAKARŞILAŞTIRMA
KAPSAM BELİRLEME
ŞİRKET HEDEFLERİELEMAN KAYNAKLARI
YAN SİSTEMLERİN DURUMU
Şekil 8
13
Tüm bunları yaptıktan sonra, kullanılacak sistem aşağı yukarı belirlenmiş
olmalıdır. Ancak, atılacak son bir adım daha vardır; seçilecek sisteminyararlarını ortaya koymak. Bunun yapılabilmesi için işletmenin mevcut sis
temlerle çalışırken gösterdiği performansın iyice irdelenmiş olması gerekir; çünkü öngörülen yeni sistemin faydalarını belirlerken rakamlara vebelki de, şüphe götürmez yargılara dayalı somut değerlendirmeler yapmakgerekir.
ŞİŞE CAM'DA DURUM
Son olarak Şişe Cam Topluluğu olarak bu gelişmelerin neresinde olduğumuza bir göz atalım:
Şekil 9'da 1986'dan bu yana soğuk tamir görmüş fırınlar ve bunlarda kullanılan kontrol sistemleri belirtilmiştir.
1986'DAN BU YANA SOĞUK TAMİR GÖRMÜŞ FIRINLAR
FIRIN SİSTEM
PAŞABAHÇE B DAĞITILMIŞ KONT.
2.9,D KONVANSİYONEL
CAMELYAF 1,2 KONVANSİYONEL
ANADOLU CAM 10,20 DAĞITILMIŞ KONT.
TOPKAPI A,D DAĞITILMIŞ KONT.
ÇAYIROVA 1 KONVANSİYONEL
TEKNİK GAM 1 KONVANSİYONEL
TRAKYA 1 KONVANSİYONEL
SİNOP 2 KONVANSİYONEL
Şekil 9
14
Bu bildirinin kaleme alındığı Temmuz 1989 tarihinde Paşabahçe B fırınıdağıtılmış kontrol sistemi montaj safhasında bulunmaktadır. Topkapı A veD fırınları ile Anadolu Cam 10 ve 20 numaralı fırınları dağıtılmış kontrol
sistemleri ile fiilen kontrol edilmektedir. Tablodaki diğer dağıtılmış kontrol
sistemleri sipariş aşamasındadır, iki başka dağıtılmış fırın kontrol sistemidaha bu bildirinin kaleme alındığı tarihten kısa bir süre önce sipariş aşamasına gelmiştir. Bunlar Trakya Cam 2 numaralı hattı ve Kırklareli Cam"C" fırınıdır.
SONUÇ
Bu bildiride kontrol sistemleri gözden geçirilerek fırın kontrolunda hangi
kontrol sistemlerinin kullanıldığı, aralarındaki farklar ve kontrol sistemleriseçimlerinde dikkat edilecek hususlar üzerinde durulmuştur.
Çağımıza damgasını vuran gelişme enformasyon alanında olanıdır. Gerçekten de yakın ve orta vadede ortaya çıkması beklenen teknolojik gelişmele
rin çoğu bilgi ile ilgili olanlardır. Bilginin üretimi, bir yerden bir yerenakli, depolanması, kolay anlaşılır şekillerde ifade edilmesi ve ham bilgi
yığınları arasından anlamlı biçimlerin yakalanıp çıkarılması gibi günümüzteknolojik yaşantısının ana uğraşıları, yeni buluşlar ve gelişmelerle beslenmektedir.
Bilgisayarların gittikçe hızlanması, kapasitelerinin artması, kullanımlarınıkolaylaştıran ve pratik yararlarını artıreın yazılımların ortaya çıkmasıyla ve
de, fiyatlarının ucuzlamasıyla kolay edinilir hale gelip yaygınlaşması bilgiişleme alanında ivmelenen gelişmeler doğurmaktadır. Optik haberleşme hat
ları bilgiyi aktarma; yeni gösterim teknolojileri (laserli yazıcılar, çiziciler;LCD, gaz plazma ekranlar) ise bilgiyi "ifade etme" alanında kolaylıklarsağlamaktadır.
Tüm bu teknolojik ilerlemeler, yeni yeni cihazlar ve kontrol mantıkları arasında insan faktörünün önemini kaçırmamak gerekir. Bütün bunlar insanadoğru kararlar vermesinde yardımcı olmayı amaçlamaktadır.
15
Yetersiz bir kontrol ile hedefe ulaşmak mumkûn değildir. Kontrol sistemine kadar mükemmel olursa olsun, hedefler yanlış belirlenirlerse amaca
ulaşmak söz konusu olamaz. Ancak hedefler doğru konulup hassas bir kontrol yapıldığında sonuç tam beklediğimiz gibi olabilir.
top related