i
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
KERESTE KESİCİ OTOMASYON
SİSTEMİ
Ahmet Erkılıç
Ömer Budak
Mustafa Yaldırgan
Prof. Dr. İsmail H. Altaş
Mayıs 2012
TRABZON
2
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
KERESTE KESİCİ OTOMASYON
SİSTEMİ
Ahmet Erkılıç
Ömer Budak
Mustafa Yaldırgan
Prof. Dr. İsmail H. Altaş
Mayıs 2012
TRABZON
ii
LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU
Ahmet Erkılıç, Ömer Budak, Mustafa Yaldırgan tarafından Prof. Dr. İsmail H. Altaş
yönetiminde hazırlanan “Kereste Kesici Otomasyon Sistemi” başlıklı lisans bitirme projesi
tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak
kabul edilmiştir.
Danışman : Prof. Dr. İsmail H. Altaş ………………………………
Jüri Üyesi 1 : ………………………………
Jüri Üyesi 2 : ………………………………
Bölüm Başkanı : Prof. Dr. İsmail H. Altaş ………………………………
iii
ÖNSÖZ
Bu tez KTÜ Elektrik Elektronik Mühendisliği öğrencileri tarafından hazırlanmıştır.
Proje çalışma süresince fikir ve tavsiyelerini aldığımız proje danışmanı ve değerli hocamız
Prof. Dr. İsmail H. Altaş’a, tecrübe ve deneyimlerini bizimle paylaşan Sayın Öğr. Gör.
Emre Özkop, Arş. Gör. Mehmet Ali USTA ve Efe İsa TEZDE’ ye, Elektrik
Laboratuvarları Teknisyeni Yüksel Salman’a, teknik çizimlerde yardımcı olan KTÜ
Makine Mühendisliği öğrencisi Ali Karaslan’a, KTÜ Mühendislik Fakültesi Satın Alma
Birimi çalışanlarına, bölüm olanaklarını bitirme çalışmamızda kullanılmasına izin verdiği
için Bölüm başkanlığına, desteklerinden dolayı Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve
KTÜ Rektörlüğüne ve ayrıca eğitim hayatımız boyunca bize maddi ve manevi konularda
her türlü desteği sağlayan değerli anne, baba ve arkadaşlarımıza teşekkürlerimizi sunarız.
Mayıs 2012
Ahmet Erkılıç
Ömer Budak
Mustafa Yaldırgan
iv
İÇİNDEKİLER
Lisans Bitirme Projesi Onay Formu ……………………… ii
Önsöz ……………………… iii
İçindekiler ……………………… iv
Özet ……………………… vi
Şekiller Dizini ……………………… vii
Semboller Ve Kısaltmalar ……………………… viii
1. Giriş 1
2. Teorik Altyapı 3
2.1. 2.1. Kullanılan Malzemelerin Teorik Bilgisi ……………………… 3
2.1.1. Butonlar ve Anahtarlar ……………………… 3
2.1.2. Redüktörlü DA Motor ……………………… 4
2.1.3. Testere Motoru ……………………… 5
2.1.4. Röle ……………………… 6
2.1.5. Konum Sensörleri ……………………… 7
2.1.6. Bağlantı Kabloları ve
Klemensler ……………………… 8
2.1.7. Kontaktör ……………………… 8
2.1.8. Güç kaynağı ……………………… 9
2.1.9. PLC (Programmable Logic
Controller) ……………………… 9
3. Tasarım 11
3.1. Teknik Çizimler ……………………… 11
3.2. Kullanılan Malzeme Listesi ve Maliyet
Hesabı ……………………… 15
4. Deneysel Çalışmalar ……………………… 16
4.1. 4.1. Konveyör Sistemi ……………………… 16
4.2. Kızak Sistemi ……………………… 17
4.3. Elektrik Kısmı ……………………… 21
4.4. Zorluklar ve Kolaylıklar ……………………… 24
4.5. Proje nasıl çalışır, başkası nasıl
kullanacak? ……………………… 25
4.6. Güvenlik Önlemleri ……………………… 26
4.7. Standartlar Ve Kısıtlamalar ……………………… 27
5. Sonuç ……………………… 28
v
6. Yorumlar ve Değerlendirmeler ……………………… 29
KAYNAKLAR ……………………… 31
EK-1 PLC Programı Ladder Diyagramı ……………………… 33
EK-2 Standartlar ve Kısıtlar Formu ……………………… 37
ÖZGEÇMİŞ ……………………… 39
vi
ÖZET
Endüstriyel gelişimin gösterdiği yeniliklere ayak uydurabilmek ve geleceğe dair
teknolojik anlamda ülkemizin ve kendimizin gelişimine yardımcı olmak amacıyla tahta
kesme makinasını yapmaya karar verilmiştir. Bu fikir ve düşünceyle gerçekleştirmek
istediğimiz cihazla insan gücüyle gerçekleştirilen uygulamaları, bütün kontrol
mekanizması makinada olmak koşuluyla en az hata ile çalışan güvenli bir makina
tasarlama çabası içine girilmiştir.
Projemizin temel amacı farklı fonksiyonel amaçlarla kullanılan sistemlerin birleştirilip
bize fikirlerimizi de katarak ortaya koyulmuştur. Bu düşünce doğrultusunda çalışma
sistemi kolay anlaşılabilen, kullanımı kolay, azami güvenlik önlemli, hata oranı düşük bir
sistem tasarlaması hedeflenmiştir.
Tahta kesme makinamızın tasarım aşamasında endüstriyel uygulama alanı içerisinde
uygulanabilirliğinin yüksek olmasına özen gösterilerek hazırlanmıştır. Kullanılan elektrik
ve elektronik araç-gereçlerin en yeni teknolojik ürünler olması tercih edilmiştir.
Gerçekleştirilen uygulama tahta tablaların belirli ölçülerde kesilip paketlenmesi için diğer
aşamaya geçiş bölgesi oluşturulmuştur. Kesme işleminin yapıldığı bölüm, iki bant
arasında belirli bir çalışma aralığı ile tahtaların kesilmesini sağlanmıştır. Bu işlemlerin
kontrolü PLC ile sağlanmıştır. Sistemi tasarlarken ve gerçekleme aşamasında gerekli bütün
sınırlama ve koşulları göz önüne alınmıştır. Tasarlanan sisteme enerji verildiğinde
komutları gerçekleştirip sorunsuz çalıştığı gözlemlenmiştir.
vii
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 2.1. Komütatör anahtar 3
Şekil 2.2. Redüktörlü DA motoru 5
Şekil 2.3. Testere motoru 6
Şekil 2.4. Röleler 7
Şekil 2.5. Konum sensörü 8
Şekil 2.6. Kontaktör iç yapısı 9
Şekil 3.1. Kereste kesici otomasyon sisteminin karşıdan genel görünüşü 11
Şekil 3.2.. Konveyör sistemin üstten görünüşü 12
Şekil 3.3. Testere motoru ve bant sisteminin sağ ve sol yandan görünüşü 13
Şekil 3.4. Sistemin teknik çizimi 14
Şekil 4.1. Konveyör sistemi 16
Şekil 4.2. İleri geri hareket eden sunta 18
Şekil 4.3. Kızak hareketi sonsuz vida sistemi 19
Şekil 4.4. Sınır anahtarının kutuya bağlanışı 20
Şekil 4.5. Kereste kesici otomasyon sisteminin elektrik bağlantı şeması 22
Şekil 4.6. 24 V DA motorun iki röle ile dönüş yönünün değiştirilmesi Proteus
çizimi
23
Şekil 4.7. 12 ve 24 V DA motorların rölelerinin breadboard üzerinde PLC, güç
kaynakları ve motor sargı uçları arasındaki bağlantıları
24
viii
SEMBOLLER VE KISALTMALAR
V volt
A amper
DA doğru akım
AA alternatif akım
W watt
PLC programlanabilir lojik kontrolcü (programmable logic controller )
Rpm devir/dakika (round per minute)
Nm newtonmetre
NO normalde açık (normally open )
NC normalde kapalı (normally closed)
ISO Uluslararası Standart Organizasyonu
IEEE Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü
TSE Türk Standartları Enstitüsü
ÇEVKO Çevre Koruma Ve Ambalaj Atıkları Değerlendirme Vakfı
1
1. GİRİŞ
Sürekli gelişmekte olan teknoloji çağında artık her şey bu akıma ayak uydurmaktadır.
Sanayi ve buna bağlı olarak endüstriyel sistemlerde bu cereyandan nasibini almaktadır.
Teknolojideki bu değişim göz önüne alınarak gerçeklenen kereste kesici otomasyon sistemi
projesinde bu etkileşim göz önüne alınmıştır. Kereste kesici sistemi tamamen orman
ürünleri işletme sistemleri, endüstriyel kereste kesici ve işleyici sistemleri, kereste kesim
atölyeleri ve bu alanda hizmet veren sektörler düşünülerek gerçekleştirilmiştir.
Gerçekleştirilen endüstriyel sistem tamamen bu sektörün iş yükünü hafifletmeye yönelik
bir sistemdir. Yapılan bu sistemin benzerleri endüstride birçok yerde bulunmaktadır.
Örneklerden esinlenerek ve ihtiyaç alanı göz önünde bulundurularak sistem
gerçeklenmiştir.
Kereste kesici otomasyon sisteminde amaç; bir konveyör sistemden gelen tahtaları
kontrol kumanda elemanları yardımıyla istenilen ölçü ve sayıda kesip istenilen yere
göndermektir. Bu sistemin çalışması için yapılması gereken tek şey start butonuna basıp
konveyörün giriş kısmından kesilmesi istenen tahtaları göndermektir. Sistem konveyörden
gelen keresteleri veya tahtaları ayarlı olan ölçüde kesip belli bir yere yollayacak ve
istenilen sayıya ulaşıldığında sistem çalışmayı durduracaktır. Bu kolaylık düşünülerek
proje gerçekleştirilmiştir.
Endüstriyel sistemin bir parçası olan kereste kesici otomasyon sistemi mekanik, elektrik
ve kontrol-kumanda kısımları olarak tasarlanıp gerçekleştirilmiştir. Mekanik kısım; iki adet
konveyör sistemi, testere motorunun gidip geldiği bir kızak sistemi ve sistemin tamamının
dengede çalışabilmesi için teraziye alındığı suntadan yapılan alt ayak sisteminden
oluşmaktadır. Elektrik kısım; konveyörleri döndüren silecek motorları, kızak sistemini
hareket ettiren redüktörlü motor, testere motorundan oluşmaktadır. Sistemin bir diğer ve en
önemlisi olan kontrol-kumanda kısmı; PLC, kontaktör, start-stop butonu ve rölelerden
oluşmaktadır.
Kereste kesici sistemi gerçekleştirilirken yukarıda ifade edilen sıralama göz önünde
bulundurulmuştur. Öncelikle bant sistemi adı verilen konveyör sistemi ve testere motorunu
iki konveyörün arasında getirip götürecek olan kızak sistemi gerçekleştirilmiştir. Bu
2
sistemin sağlıklı çalıştığı gözlendikten sonra gerekli motor ve enerji bağlantıları
yapılmıştır. Tüm bunlar gerçekleştirildikten sonra sistemi kontrol edecek ve istenilen
koşullarda çalışmasını sağlayacak olan PLC programı yazılıp simülatörde çalıştırılmıştır.
Son olarak PLC giriş ve çıkışlarına gerekli bağlantılar yapılıp program PLC ye yüklenip
start butonuna basılarak sistemin istenilen koşullarda çalışıp çalışmadığı gözlenmiştir.
Anlatılan tüm bu çalışmalar belli bir program aşamasında ve bir plan dahilinde
gerçekleştirilmiştir.
Çizelge 1.1 de görüldüğü üzere proje 11 haftada tamamlanmıştır. Tasarım aşamasıyla
başlanıp bir zincirin halkalarını tamamlar şekilde aşama aşama proje gerçeklenmiştir.
Çizelge 1.1 İş-Zaman çizelgesi
MART
1. Hafta Kereste Kesici Sistemin Tasarımı Yapılmıştır, Malzeme Siparişi Verilmiştir
2. Hafta Konveyör Sistem Üzerinde Çalışılmıştır
3. Hafta Konveyör Sistem Üzerinde Çalışılmıştır
4. Hafta Konveyör Sistem Tamamlanmıştır, Malzemeler Temin Edilmiştir
NİSAN
1. Hafta Sınav Haftası
2.Hafta Kızak Sistemi Gerçekleyip Tüm Sistemin Terazide Olması Sağlanmıştır
3. Hafta Motor Bağlantıları Yapılıp Çalışması Sağlanmıştır
4. Hafta Kızak Sisteminin İleri-Geri Çalışması Sağlanıp Kumanda Devresi
Gerçeklenmiştir
MAYIS
1. Hafta Motorların Kumanda Kısmına Bağlantıları Yapılmıştır
2. Hafta Tüm Bağlantılar Yapılıp PLC Programı Yazılmıştır
3. Hafta Sistemin Güvenli ve Normal Bir şekil de Çalışması Sağlanmıştır
4. Hafta Son Kontroller Yapılmıştır
3
2. TEORİK ALTYAPI
2.1. Kullanılan Malzemelerin Teorik Bilgisi
2.1.1. Butonlar ve Anahtarlar
Durdurma-Başlatma butonları, kumanda devrelerinde sistemi başlatma ve durdurma
amacı ile kullanılmaktadır. Başlatma butonu, basıldığında üzerinden akım geçirmektedir.
Durdurma butonu ise sürekli kısa devre basıldığında devreyi açmaktadır. Projede
kullanılan butonun türü push-pull (bas-çek) butondur. Bu tür butonların devrede sağlıklı
çalışabilmesi için mühürleme işlemi yapılması gerekmektedir. Mühürleme, PLC’nin kendi
içinde sanal olarak yapıldığı gibi dışardan elemanlar kullanılarak da gerçekleştirilmektedir.
Başlatma butonuna bir kez basıldığında, buton sanal bir kısa devre ile devre dışı kalarak
sistem sürekli çalışmaktadır. Durdurma butonuna basıldığı an kısa devre oradan kalkarak
sistemin durması sağlanır. Sistemde kullanılan komütatör anahtar şekil 2.1 de
gösterilmektedir. 1 ve 2 konumu ile farklı uzaklıklarda kesim yapabilme olanağı
sağlamaktadır.
Şekil 2.1. Komütatör anahtar
4
Anahtarlar, devrede giriş elemanı olarak tanımlanmaktadır. Endüstride kullanılan birçok
tipi mevcuttur. Bunlar; Aç-kapa anahtarı, sınır anahtarı, komütatör anahtar vb. Sınır
anahtar, genellikle mesafe algılamalarında kullanılmaktadır.
İleri geri çalışan motorlarda gidiş yönünde belirli bir mesafede durdurup tekrar geri
yönde hareket için bu tip bir anahtarın kullanılması ideal bir çözüm sunmaktadır.
Projemizde kullanılan sınır anahtarı da tam yukarıda anlatılan işlemleri gerçekleştirmek
amacı ile kullanılmıştır. Komütatör anahtar üzerinde iki veya daha fazla konumu bulunan
çok fonksiyonlu bir anahtar tipidir. Bu özelliği ile aynı sistemi tek anahtar ile farklı
amaçlarla kullanmak mümkündür.
2.1.2. Redüktörlü DA Motor
Kereste kesici otomasyon sistemi projesinde 12 V DA motor iki konveyör sistemi
arasında gidip gelecek olan testere motorunun bağlı olduğu kızak sistemini hareket
ettirmek ve konveyör ( bant sistemi) hareketi için kullanılmıştır. Redüktör dişli çarklardan
oluşan, güç ve hareket aktaran bir makine elemanıdır.[1] Redüktörlü motorların nasıl
çalıştığı ve yapısı hakkındaki detaylı bilgiye [1] den ulaşılabilir.
Şekil 2.2 de verilen redüktörlü DA motoru devir sayısını belirli oranda düşürerek mile
aktarmaktadır. Böyle seçmemizin sebebi; sistem içerinde hızı düşük ve momenti yüksek
olan bir yerde kullanılmasıdır. Redüktörlü motorumuzun da devri düşük ve torku
yüksektir. Bu motorumuz 12 V olmasına rağmen DC kaynaktan 20 voltlara çıkıldığında
motorun nominal akım olarak yaklaşık 2,5 A akım çektiği gözlenmiştir.
Motorumuzun teknik özellikleri;
Voltaj=12 V
Nominal Akım=2,5 A
Devir sayısı=180 rpm
Kilitleme Torku=13 Nm
5
Şekil 2.2. Redüktörlü DA motoru
2.1.3. Testere Motoru
Projemizde iki konveyör sisteminin arasında, kızak sistemi üzerinde gidip gelerek
tahtaları kesecek olan AC testere motoru kullanmıştır. Motorumuz 1 fazlı asenkron
motordur. 220 V AC kaynaktan beslenmektedir. Motorumuzun devir sayısı 3000 rpm’dir.
Bizim projede kesim amaçlı kullandığımız testere motoru şekil 2.3 de verilmiştir. Bu
motor miline takılan testere yardımıyla tahtaları kesmek için kullanılmaktadır.
Motorumuzun devir sayısı yüksek momenti düşüktür. Bu özelliği ile mile ağır yük bindiği
zaman mil dönmemektedir. Ayrıca motorun enerjisi kesildiği zaman ters mekanik frenleme
yardımıyla mil dönüşü kısa bir sürede durmaktadır.[2] Testere motorları ve benzer
uygulamalarda kullanılan tek fazlı AA motorlar hakkındaki detaylı teorik bilgiye [2] den
ulaşılabilir.
220 V AA testere motorunun bas çek tipi başlatma ve durdurma butonları kısa devre
edilerek kontaktörün normalde açık uçlarına bağlandı. Normalde açık uçlarının diğer uçları
faz ve nötre bağlanarak motorun enerji bağlantıları tamamlandı.
6
Şekil 2.3. Testere motoru
2.1.4. Röle
Sistemde kontrol-kumanda amaçlı kullanılan röleler 24 V DC rölelerdir. Bu röleler
konveyör motorlarının, kızak motorunun ileri geri hareketinin anahtarlamasında
kullanılmaktadır. Her türlü durum göz önüne alınarak toplamda 12 adet 24 V DC röle
temin edilmiştir. Motorun ileri geri hareket ettirilme devresinde 2 adet, bant motorlarının
sürülmesinde 2 adet ve bu kumanda devresini kumanda etme amaçlı 1 adet toplamda 5
adet röle kullanılmıştır.
Projede kullanılan röleler şekil 2.4 de gösterilmiştir. Röleler tek kontaklıdır ve 5 uç
bulunmaktadır. 2 adet bobin ucu, 1 adet ortak uç ( com ), 1 adet NC ve 1 adet NO uçları
bulunmaktadır. PLC den gelen 24 V DA çıkış sinyali bobin uçlarını enerjilendirdiğinde
rölenin ortak ucu ile NO uçları kısa devre olmakta ve anahtarlama işlemi yapılmaktadır. Bu
işlem gerçekleşirken aynı zamanda rölenin normalde kapalı olan kontakları ise normalde
açık konumuna geçmektedir. Bobin enerjileri kesildiğinde ise kontaklar tekrar eski
hallerine dönmektedirler.
7
Şekil 2.4. Röleler
2.1.5. Konum Sensörleri
Konum sensörleri, konveyörden gelen tahtaların algılanması ve istenilen ölçülerde
kesilmesi için kullanılmıştır. Sensörlerin 3 ucu bulunmaktadır. 1 uç + 5 V, 1 uç toprak ve
bir ucu sensörün çıkış yani sinyal ucudur. Konum sensörlerimiz 3-80 cm arasını
algılamaktadır. Mesafe ayarı sensörün arkasındaki ayar yerinden sağlanmaktadır.
Projede gerçekleştirdiğimiz bant genişliği 15 cm olduğu için sensör mesafesi de bu
genişliğe göre ayarlanmıştır. Projede toplam 3 adet konum sensörü kullanılmıştır.
Sensörlerden iki tanesi konveyörden gelen tahtaların kesileceği ölçüler için kullanılmıştır.
Şekil 2.5 de cisimden yansımalı sensörün karşıdan görünüşü verilmiştir. Diğer sensör
belirli sayıda kesim sağlamak amacıyla PLC içerisindeki sayıcıya sinyal göndermek için
kullanılmıştır.
8
Şekil 2.5. Konum sensörü
2.1.6. Bağlantı Kabloları ve Klemensler
Projede elektriksel bağlantıları yaparken bağlantı kabloları ve klemensler kullanılmıştır.
Kablo kullanımında motorların taşıyacağı akıma dikkat edilmiştir ve kablo seçimi de bu
teknik özelliklere göre yapılmıştır. Motor uçlarına ve buna benzer yerlere bağlantı
yaparken klemenslerden faydalanılmıştır. Board üzerine kurulmuş kumanda devresine
bağlantı için board deliklerine girebilecek ve gerekli akımı sağlayacak şekilde ince bağlantı
kablosu kullanılmıştır.
2.1.7 Kontaktör
Rölelere nazaran daha yüksek gerilimlerde anahtarlama yapabilen, elektromanyetik
prensibe göre çalışan devre elemanlarıdır. Kontaktörler temel üç kısımdan oluşmaktadır.
Bunlar; demir nüve, bobin ve kontaklardır.
Kısaca çalışmasına değinmek gerekirse, bobin enerjilendiği zaman demir nüvede bir
elektromıknatıs oluşur. Oluşan elektromıknatıs paleti çekerek açık olan kontaklar
kapatırken kapalı olanlar açmaktadır. Şekil 2.6 da bir kontaktörün iç yapısı çizilmiştir.
9
Şekil 2.6. Kontaktör iç yapısı
2.1.8. Güç kaynağı
Güç kaynağı, bir sisteme veya devreye enerji sağlamak amacı ile kullanılmaktadır. Sabit
ve ayarlı güç kaynakları olarak iki tipi vardır. Kereste kesme sisteminde silgi motorları için
nominal gerilim 12 Volt, nominal akımı ise 2 Amper olan sabit bir güç kaynağı
kullanılmaktadır. Değişken güç kaynağı istenilen gerilim ve akım değerlerini
sağlayabilmektedir. Kızak sisteminde kaynaktan verilen gerilim yükseltilerek kullanılan
silgi motorunun hızını artırmak mümkündür.
2.1.9. PLC (Programmable Logic Controller)
PLC, İngilizce programmable logic controller kelimelerinin baş harflerinden
oluşmaktadır. Türkçe olarak ifade edilirse programlanabilir lojik kontrol cihazı olarak
tanımlanır. PLC sistemi, birçok karmaşık durumları, içindeki algoritmik yapılar sayesinde
doğruluk oranı yüksek bir sonuç vermektedir.[3] Giriş ve çıkış olarak kullanılan portlarına
birçok elektriksel eleman bağlanabilmektedir. Giriş olarak; sensör, butonlar, sınır
anahtarları vb. bağlanırken, çıkış olarak; kontaktör, röle, elektrik motorları, lamba gibi
elemanlar bağlanmaktadır. PLC, girişten aldığı sinyali içerisinde bulunan bölümler
10
sayesinde gerekli işlemleri, döngüleri, çevrimleri, matematiksel işlemleri yaparak çıkış
elemanı yazılan komutlara göre adreslemektedir.[4] PLC aynı zamanda genel bir
denetleyicidir. Projemizde PLC’yi kullanmamızın bazı sebepleri vardır. Bunlar genel
olarak PLC’yi diğer denetleyicilerden üstün kılan özelliklerdir. Siemens firmasının Simatic
S-7 200 modelli PLC kullanılmıştır. Endüstriyel alanda kullanımı fazla olması tercih
nedenimizdir.[5] PLC uygulamaları ve endüstriyel otomasyon sistemlerindeki geniş
kullanımı ile ilgili detaylı teorik bilgiye [3], [4], [5] den ulaşılabilir.
Bunlar;
PLC dilinin klasik kumanda dillerine uyum sağlayabilmesi
Giriş ve çıkış elemanlarının herhangi bir ara elemana ihtiyaç duyulmadan
bağlanabilmesi
Kullanımının kolay olması
Bakım ve tamir olanağının olması
11
3. TASARIM
3.1. Teknik Çizimler
Kereste kesme sitemi üç ana başlıktan oluşmaktadır. Bunlar; konveyör sistemi, kızak
sistemi ve elektriksel kısımdır. Konveyör ve kızak sistemi mekanik içeriklidir. Bu bölümde
hesaplama ve içerik olarak pek detaya inilmedi. Fizik kanunları ve kuralları göz önüne
alınarak hazırlanan taslak uygulamalar deneme yanılma ve teorik bilgilerle harmanlandı.
Özellikle kızak sistemi tasarımında farklı alternatifler düşünüldü. Alternatifler arasında
makara sistemi, raylı hareket, CD sürücülü hareket ve sonsuz vidalı hareket olarak ortaya
konuldu. Tasarım aşamasında kızak sistemi için düşünülen makara uygulaması yerine ray
ve sonsuz vida kombinasyonu tercih edildi. Sonsuz vida ile hareketin tasarımı için
uygulanan ray sistemi testere motorunu ileri-geri hareket ettirme açısından idealdir.
Kereste kesici otomasyon sisteminin karşıdan genel bir görünüşü şekil 3.1. de verilmiştir.
Şekil 3.1. Kereste kesici otomasyon sisteminin karşıdan genel görünüşü
12
Konveyör sistemi, endüstrideki bazı uygulamaları ile benzer özellikler taşımaktadır.
Genel itibarı ile bir makara yardımıyla dönüş bantlara aktarılmaktadır. Makaraların içi
oyularak açılan mil, ara eleman ile motorun miline birleştirildi. Motorun dönme hareketi,
mil üzerinden makaranın dolayısıyla bandın dönmesini sağlamaktadır. Bu sistem çok genel
ve kullanılışlıdır. Konveyör sistemini de gösteren üstten görünüş şekil 3.2. de teknik çizim
olarak gösterilmiştir. Çizim ölçüleri gerçek değerin altı da bir oranındadır.
Şekil 3.2. Konveyör sistemin üstten görünüşü
Elektriksel kısım oluşturulurken en önemli ölçüt basitlik ve anlaşılırlık olmuştur.
Kullanılan güç kaynakları, anahtarlama elemanları, kontrol-kumanda ve diğer sistemler
güncel ve teknolojik malzemelerden seçilmiştir. Şekil 4.5 de elektriksel kısmın bağlantı
13
şeması gösterilmektedir. Bütün sistem bu şema üzerinde görüldüğü gibi PLC tarafından
kontrol edilmektedir. PLC’nin tercih edilmesinin sebebi, öncelikle birçok giriş ve çıkış
elemanın kullanılmasıdır. Bunun yanı sıra komut dizisinin basit olmasıdır. PLC’nin
yönlendirmesi ile anahtarlama elemanı olarak kullanılan röle ve kontaktörler enerjilenerek
kontrol edilen motorlar çalıştırılmaktadır. Motorların ne kadar süre çalışacağı algılayıcılar
tarafından alınan sinyal ile belirlenir. Algılayıcı olarak cisimden yansımalı konum sensörü
ve sınır anahtarı kullanılmaktadır. Kesilen parçalar arasındaki mesafe yine aynı yöntemle
sensörlerin PLC’ye sinyal göndermesi ile ayarlanır. Sensörlerden sinyal geldiği anda PLC
komut göndererek bant motorlarını durdurarak testere motorunu çalıştırır. Testere motoru
ve bant sisteminin sağ ve sol yandan görünüşü şekil 3.3. da gösterilmektedir.
Şekil 3.3. Testere motoru ve bant sisteminin sağ ve sol yandan görünüşü
14
Kereste kesme sisteminin tüm uygulama fonksiyonu bağlantıları yapıldıktan sonraki
teknik çizimi şekil 3.4. da verilmiştir. Çizim Solid Works 2008 programı ile çizilmiştir.
Çizilen şekillerde parça birleştirme yöntemi kullanılmıştır. Malzemeler ayrı ayrı çizilip
ölçülendirilip çizilmiştir. Çizimde kullanılan bütün boyutlar bire bir ölçümlerle orantılıdır.
Çizim için solid programının kullanılmasının sebebi, üç boyutlu çizime uygun bir yapıya
sahip olmasıdır. Bunun yanı sıra programın kütüphanesindeki malzemeler çizim yapılırken
büyük kolaylık sağlamaktadır.
Şekil 3.4.. Sistemin teknik çizimi
Kereste kesme otomasyon sistemi çizimleri makine mühendisliği öğrencilerinden Ali
KARASLAN tarafından çizildi.
15
3.2. Kullanılan Malzeme Listesi ve Maliyet Hesabı
Proje kapsamında kullanılan malzemelerin optimum seviyede ve minimum maliyetle
hazırlanmış malzeme listesi çizelge 3.1 de verilmiştir.
Çizelge 3.1. Malzeme listesi ve maliyet hesabı
Sıra No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Genel Toplam
36
5
5
240
2,5
120
881,21
Alınacak Malzeme Miktar/SayıBirim/Fiyat
TLToplam TL
Konum
Sensörü(Algılayıcı)
4 40 160
1 50 50
5 35 175
DC motor
AC motor
PIC 16F877 1 6,50 6,5
Start Butonu (Push
Pull)1 3,50 3,5
Stop Butonu (Push
Pull)1 3,5 3,5
Bilgisayar Fanı 1 16,21 16,21
ON OFF Anahtar 4 1,00 4
24V DC Röle 12 10 120
20
Kontaktör 1 36
ULN2003 1 1,5 1,5
24V DC Adaptör 1 35 35
Konveyor Sistemi 2
1
2Sınır Anahtarı
Breadboard
Bağlantı Kablosu 10 m 2
5
16
4. DENEYSEL ÇALIŞMALAR
4.1. Konveyör Sistemi
Kereste kesici otomasyon sisteminin temel mekanik kısmı 2 adet konveyör sistemden
oluşmaktadır. Sistemin tasarımı aşamasında konveyör sistemin ölçüleri belirlendi.
Konveyör sistemi mekanik kısımla alakalı olduğu için mekanik işi yapan bir tornacıdan
yardım alındı. Tasarım aşamasında belirlenen ölçüler, sistemin yapısı ve konveyörleri
çalıştıran iki adet 12 V DA silecek motoru teslim edilerek konveyör sistem yaptırıldı.
Şekil 4.1 de projenin mekanik kısmını oluşturan konveyör sistemi görülmektedir.
Konveyör sistemlerinin eni 60 cm, boyu 40 cm ve eni 15 cm dir. Baş kısımlarda dönmeyi
sağlayan tamburların çapı ise 3 cm dir. Her konveyörde belirtildiği üzere 40 cm
uzunluğunda dört adet ayak bulunmaktadır. Konveyörlerin birbirine bakan kısımlarında
ayaklar biraz içeride kalmaktadır. Şekil 4.1 de de görüldüğü üzere sol konveyörün ayakları
baş kısmından 25 cm, sağ taraftaki konveyörün ayakları ise baş kısmından 20 cm
içeridedir.
Şekil 4.1. Konveyör sistemi
17
Ayaklar arasında 45 cm boşluk bırakılmasının sebebi, iki konveyör arasında gidip
gelecek olan testere motoru kızak sistemi için uygun boşluğu sağlamaktır. Konveyörlerin
her ikisinin baş kısmında da kesim sırasında kesilen tahtaların fırlamasını engellemek için
üst muhafaza bulunmaktadır. Bu muhafazalar bant zemininden 5 cm yukarıdadır. Bu
yükseklik 5 cm’lik kalın takozlarla sağlanıp bu takozların üzerine 5cm genişliğinde ve
yaklaşık 20 cm boyunda medefeler monta edildi.
Yukarıda anlatılan teknik özelliklere sahip olan konveyörler düz bir zemin üzerine
oturtulduğunda terazisiz olduğu görüldü. Konveyör ayakları denge yönünden uygun
değildi. Ayrıyeten testere motoru en büyük çark takıldıktan sonra yerinde denendiğinde
ayak boyunun yetmediği görüldü. Hem ayak boylarının değiştirilmesine hem de tüm
sistemin bir zemine tespit edilmesine karar verildi. Ayaklar için 40 cm boyunda 8 adet
12’lik saplama temin edilerek konveyör ayakları değiştirildi. Tüm sistemi monta etmek
için 60x120 cm medefe temin edilmiştir. Testere motoru kızak sistemi medefe üzerine
monte edildikten sonra tüm ayaklar arası ölçüler alındı ve testere motoru rahat gidip
gelecek şekilde iki konveyörün baş kısımları arasında 5 cm boşluk bırakılarak konveyörler
medefe üzerine monte edildi. Gerekli ayarlamalar yapılarak sistemin tam terazide olması
sağlandı. Konveyörlerin baş kısmına önceden muhafaza amaçlı yapılan korumalarda
çıkarılarak tek parça halinde bir muhafaza yapıldı ve iki konveyör birbirine bağlantılı
olması sağlandı.
Konveyörlerin en uç kısmında bulunan tamburlarda bantların çalışmasını sağlayacak 12
V DC silecek motoru bulunmaktadır. Bu motorların mil kısmına tornacı tarafından diş
açılarak sıkma yönünde motor tambura monte edildi. Bu montaj şekli yanlış yapıldığı için
bantlar sadece tek yönlü çalışmaktadır. Çünkü motor sıkma yönünde monta edildiği için
tersine çalışmada motor mili gevşemektedir. Bu olumsuz nedenden dolayı bant
motorlarının o yönde çalışmasını sağlayan uçlar belirlenerek o şekilde röle bağlantıları
yapıldı.
4.2. Kızak Sistemi
Kızak sistemi, mekanik kısmın önemli bir parçasıdır. Bu bölüm farklı hareket kabiliyeti
içerdiğinden kapsamlı bir çalışma ve çaba gerektirdi. İlk aşamada testere motorun taşıyıcısı
konumunda olan üç tarafı kapalı bir kutu suntadan birleştirildi. Bu sunta aynı zamanda
sistemin tamamını taşıyan büyük bir tablaya vidalandı. Kutunun iki yanları 35 cm’lik çift
18
tarafa çekmecelerde de kullanılan raylar monte edildi. Bu tür bir rayın tercih edilme sebebi
üzerinde 80 kg’a kadar yük taşıyabilme kapasitesinin olmasıdır. Daha sonra her iki yana
yerleştirilen rayların arasında ileri-geri hareket etmesini sağlayacak kare sunta rayların
karşılığına eklendi
Şekil 4.2 de görüldüğü gibi sunta parçanın kenarlarına raylar monte edildi. Bu sunta
parçanın üzerine tahtaları kesmek için kullanılan testere motoru vidalandı. Kullanılan
testere motoru radyal bir dönüşe sahip olduğundan tahtayı kesmek için ileri geri hareket
mekanizmasının yapılması elzemdir. Testere motorunun ileri geri hareket etmesi için farklı
yöntemlere başvurulabilir. Bu sistemin uygulanması ile optimum maliyet ve basit bir yapı
oluşturuldu.
Şekil 4.2. İleri geri hareket eden sunta
Kızak sisteminin en önemli kısımlarından biride testere motorunu ileri-geri hareket
ettiren sonsuz vida sistemidir. Sonsuz vida, bağlandığı yerde motorun mil kısmını farklı
fonksiyonlarda kullanılmak üzere aktaran bir bölümdür. Öncelikle sonsuz vida basit bir
kaplin ara bağlantısı ile motorun miline sıkıştırıldı. Bu sayede motorun mili dönerken
sonsuz vida da hareket kabiliyeti kazandı. Sonsuz vidanın adım aralığı 16’lık olarak
seçildi. Sonsuz vidanın adım aralığının bu şekilde büyük seçilmesinin nedeni motorun
19
hızından daha fazla verim almaktır. Bir redüktör sistemi kullanmaktansa bu sistem daha
avantajlıdır. Sonsuz vidanın testere motorunu taşıyan ray sistemine bağlantısı somun
aracılığı ile sağlandı. Somun bu ray sistemine vidalanarak sonsuz vida somunun içinde
dönerek rayında hareketini sağladı.
Şekil 4.3 de kızak sisteminin sonsuz vida üzerinden aktarılması ile testere motorunun
ileri-geri hareketini sağlayan bölümün karşıdan çekilmiş resmidir. Milin adım aralığı
artırılarak testere motorunun ileri-geri hareketi hızlandırılabilmektedir. Ray üzerindeki
testere motorunun ileri geri hareketi için ortam hazırlandıktan sonra bu sistemi durdurma
mekanizması üzerindeki çalışmalar başladı. Varılmak istenen nokta rayı belirli bir hareket
aralığında tutmak idi. Bu nedenle belirlenmiş bölgelere algılayıcı bir sistem tasarlandı.
Şekil 4.3. Kızak hareketi sonsuz vida sistemi
Bu sistemin merkezini oluşturan algılayıcı sınır anahtar olarak seçildi. Sınır anahtarının
normalde açık, normalde kapalı ve ortak ucu vardır. Sınır anahtarının hareketli ucuna bir
kuvvet uygulandığında normalde açık olan ucu kapanarak PLC’ye sinyal göndermektedir.
İstenen aralık mesafesi bir metre aracılığı ile belirlenip işaretlendi. Bu işaret
noktaları şarjlı matkap ile delindi. Sınır anahtarları şekil 4.4 da görüldüğü gibi kutunun
20
içine yan yüzeyine monte edildi. Böylelikle 24 V DC motorun belirli bir aralık içerisinde
ileri-geri hareketi sınırlanmış olundu. Burada ileri yön ve geri yön için birer adet sınır
anahtarı kullanıldı. Sınır anahtarından 24 V DC motor tarafından mekanik olarak iletime
geçirilen sinyal aracılığıyla PLC nin motorun devir yönü değişimi ile ilgili komutu
çalıştırması sağlandı.
Şekil 4.4. Sınır anahtarının kutuya bağlanışı
21
4.3. Elektrik Kısmı
Kereste kesici otomasyon sistemimizin elektrik kısmı sistemimizin enerjilenmesini,
haberleşmesini ve sinyalizasyonunu sağlamaktadır. Sistemimizin elektrik kısmı 1 adet
PLC, 2 adet 12 V DA motor, 2 adet 12 V DA güç kaynağı, 1 adet 24 V DA motor, 1 adet
24 V DA güç kaynağı, 1 adet 220 V AA motor, 3 adet sensör, 4 adet 24 V DA röle, 1 adet
24 V DA kontaktör, başlatma ve durdurma butonlarından oluşmaktadır.
Kereste kesici otomasyon sisteminin otomasyon işleminin basamaklarına başlaması
push-pull (bas-çek) tipi başlatma butonu, durdurulması ise yine push-pull (bas-çek) tipi
anahtar ile gerçekleştirilecektir. Bu anahtarın mühürlemesi PLC içerisinde elektronik
olarak yapılmaktadır. Kademeli anahtar (komütatör anahtar ) ise kesilmek istenen
kerestenin boyunun seçiminde kullanılmaktadır.
Kereste kesici otomasyon sisteminin bantlarını yürütecek olan 1. ve 2. DA motor 12 V
DA güç kaynağından beslenmektedirler. 24 V DA rölelerin enerjili olup olmamalarına göre
motorlar dönmekte ya da dönmemektedir. Bunu sağlamak için PLC den gelen 24 V DA
çıkış sinyali rölenin bobin uçlarına, rölenin normalde açık kontağı ise güç kaynağı ve
motor sargıları arasına açık bir anahtar olacak şekilde bağlandı. PLC den rölenin bobini
enerjilendirecek olan 24 V DA sinyal geldiğinde röle röle enerjilenir, açık olan
kontaklarını kapatır ve motor dönmeye başlar.
Kereste kesici otomasyon sisteminin tahtayı kesecek olan 220 V AA motorun sargı
uçlarına bağlanan faz ve nötr hatları 24 V DA kontaktörün normalde açık kontakları
üzerinden geçirilerek 220 V AA 50 Hz şebeke gerilimine bağlandı. Topraklama hattı ise
kontaktör üzerinden geçirmeden direk olarak bağlandı.
Testere motorunun tekerlekli kızak üzerinde ileri-geri hareketini sağlayacak olan 24 V
DA motorun ileri geri hareketini sağlamak için iki adet 24 V DA röleden yararlanılır. Şekil
4.5 de görüldüğü gibi rölelerin bir tanesi ileri yönde diğeri ise geri yönde dönmek üzere
enerjilenmektedir.
22
Şekil 4.5. Kereste kesici otomasyon sisteminin elektrik bağlantı şeması
Enerjilendirme işleminde ise motorun sargılarına giden enerji uçlarının yerlerini
değiştirerek yapılmaktadır. Şekil 4.6 de 24 V DA motorun dönüş yönünün iki röle ile
değiştirilmesinin Proteus programında çizilen simülasyonu gösterilmiştir. Ayrıca bu dönüş
yönünün değiştirilmesini gösteren gerekli röle bağlantısı şekil 4.7 de gösterilmiştir. Burada
motorun sargı uçları iki rölenin ayrı ayrı ortak uçlarına, rölenin normalde açık kontakları
beslemenin +24 V ucuna, normalde kapalı kontakları ise 0 V a bağlandı. Rölelerin bobin
23
uçları ise PLC nin ayrı ayrı çıkış uçlarına bağlandı. Bu dönüş yönü değiştirme işlemi ise
motorun ön ve arkasına koyulan iki adet sınır anahtarı vasıtasıyla yapılmaktadır.
Kontaktörün bobin uçları ise PLC den 24 V DA çıkış alacak şekilde bağlantısı yapıldı.
PLC nin çıkışı 24 V DA gerilim verdiğinde kontaktörün bobini enerjilenir, kontaktör
normalde açık olan uçlarını kapatır ve testere motoru dönmeye başlar.
Şekil 4.6 24 V DA motorun iki röle ile dönüş yönünün değiştirilmesi Proteus çizimi
PLC ye giriş olarak bağlanacak olan sensörler +5 V DA ile beslenmektedirler. Cisimden
yansımalı olarak çalışan sensörler önünden bir cisim geçtiğinde PLC nin ilgili girişlerine
+5 V DA göndermektedir.
24
Şekil 4.7. 12 ve 24 V DA motorların rölelerinin breadboard üzerinde PLC, güç kaynakları
ve motor sargı uçları arasındaki bağlantıları
4.4. Zorluklar ve Kolaylıklar
Kereste kesme sisteminde tasarım kısmı bitirildikten sonra gerçekleme aşamasına
geçilmiştir. Bu aşamada bir çok sorunla karşılaşılmıştır. Özellikle kızak sistemi daha
yapılmadan tasarım aşamasında bir sorun olarak ortaya çıkmıştır. Önümüze birçok seçenek
çıkmıştır. Önemli olan en optimum malzeme seçimi ile basit, anlaşılabilir bir çözüm
bulmaktı. Kızak sistemi için makara sistemi, cd kutusu ile ileri geri hareket ve projede
25
uygulanan sistemde olan sonsuz vida üzerinden hareket seçenekleri üzerinde çalışmalar
yapıldı. Makara sistemi maliyet ve malzeme gerektirmesi nedeniyle tercih edilmedi. CD
kutusu ile hareket sistemi birden fazla güç kaynağına ihtiyaç duyması nedeni ile
kullanılmadı. Uygulanan sonsuz vida sistemi öncelikle düşük redüktörlü DC motor ile
çalıştırılamadı. Çalışma esnasında testere motorunu taşıyan kızağın çok yavaş hareket
ettiği gözlemlendi. Bu aşamada iki seçenek ele alındı. Birinci seçenek hızı ve torku daha
yüksek bir redüktörlü motor olmuştur. İkinci seçenek ise kullanılan sonsuz vidanın diş
aralığının büyütülmesi olarak saptandı. Bu iki seçenek uygulandığında kızak sisteminin
hızının yaklaşık olarak 4 kat arttığı gözlemlendi. Aynı kızak sisteminde ortaya çıkan diğer
bir sorun ileri-geri hareket eden silgi motorun dönüş yönünün değiştirilmesi olmuştur.
Yapılmak istenen motorun tek kaynaktan beslenip iki röle ile yön değişimi işleminin
gerçekleştirilmesidir. Bu işlem için gerekli çizim işlemleri ISIS-7 Professional çizim
programında devre çizilmiştir. Çizilen devre gerekli bağlantıları yapılarak tek kaynaktan
besleme işlemi, PLC kontrolünde gerçekleştirilmiştir. PLC sinyali bir butonla temsil
edilmiştir. Sorun bu şekilde çözüldü.
4.5. Proje nasıl çalışır, başkası nasıl kullanacak?
Gerçekleştirilmiş olan bu projenin çalışması bir program ve kontrol dahilindedir. Her
sistemde olduğu gibi bu sistemde bir başlatma ve bitirme butonundan oluşmaktadır. Start
butonuna basıldığında sistem çalışmaya başlamaktadır. Push-Pull türü start butonuna
basıldığı an öncelikle sürekli çalışma için bir mühürleme yapıldı. Bu mühürleme butona
basıp çekildiği zaman sistemin enerjisinin kesilmesini engellemektedir. Bu amaç dahilinde
yapılan mühürleme ile sistem enerjilendiği an sisteme bağlı olan tüm birimler
enerjilenmektedir. Hangi kısımda ne amaçla hangi elemanın çalışacağı ise PLC’ye
yüklenmiş olan program dahilinde kontrol edildi. Sistem enerjilendiği an öncelikle
konveyörler çalışmaya başlamaktadır. Bant girişinden tahtalar yollandığında hangi ölçüde
kesilmesi isteniyorsa o ölçüye göre algılamayı yapacak olan sensörün bağlı olduğu ladder
diagramı PLC girişindeki komitatör anahtar ile aktif edildi. Sensör istenilen ölçüyü
algıladığı zaman konveyörler durmakta ve testere motoru enerjilenip konveyörler arasında
bir redüktörlü DC motor yardımıyla gidip gelerek kesimi sağlandı. Testere motoru eski
konumuna gelip durduğu an bantlar tekrar harekete geçmektedir. Bu işlem benzer şekilde
devam etmekte ve konveyör çıkışına yerleştirilmiş olan sensörün PLC sayıcısına
26
gönderdiği sinyal istenilen sayıya ulaştığında sistem otomatikman durmaktadır. Normal
çalışma sırasında sistemi durdurmak istediğimizde ise push-pull türü stop butonuna
basmamız yeterlidir.
Sistemin bir başkası tarafından çalıştırılması yukarıda anlatıldığı şekildedir. Örneğin; bu
sistemin bir orman ürünleri işletmesinde kullanıldığını düşünürsek bu sistemde çalışan
elemanın yapması gereken tek şey, start butonuyla sistemi enerjilendirmek, kesilecek
ölçüye göre anahtarı uygun konuma getirmek, istenilen sayıyı uygun bölümden programa
girmek ve konveyör girişinden kesilecek olan keresteleri yollamaktır. Sistemi durdurmak
istediğinde ise stop butonuna basması yeterlidir.
4.6. Güvenlik Önlemleri
Genel itibari ile tüm uygulama alanlarında güvenlik birinci sırada gelmektedir. Alınacak
önlemlerle cihazları kullanan operatörler, yetkililer veya bakımını yapan kişilerin herhangi
bir zarar görmesi engellenmiş olmaktadır. Bu bağlamda gerçekleştirilen projede güvenlik
önlemleri önemli bir konu olmuştur. Kereste kesme sistemi çok fonksiyonlu ve kullanışlı
bir cihaz olmasının yanında, kesici özelliği olması nedeniyle güvenliğin göz ardı
edilemeyecek kadar önemli olduğu bir sistemdir. Sistemdeki testere motorunun kesici
kısmı bir koruyucu altına alınarak herhangi bir vücut teması kesilmiştir. Bunun yanında
makinaların olmazsa olmazı olan acil stop butonu görülecek bir yere konumlandırılmıştır.
Sitemin enerjilenmesi için şebeke gerilimine tabii tutulması gerekmektedir. Alınacak
enerjinin bir sigorta yada koruma rölesine sahip bir sistem üzerinden gelmesine dikkat
edilmiştir. Şebekenin bağlandığı nokta işaretlerle belirtilmiş ve tehlikeli olduğu görsel bir
öğe ile yerleştirilmiştir. Diğer bir güvenlik önlemi kullanılan silgi motorlarının
gerilimlerinin verildiği klemenslere dokunulmaması için yanmaz elektrik bandı ile
sarılmıştır. Bant sistemini döndüren motorların milleri üzerine dokunma anekdotları
yazılarak her hangi bir olumsuz durumun engellenmesi amaçlanmıştır. Testere motoru
çalışır durumda iken belirli bir mesafede durulması gerektiği bir yazılı not ile belirtilmiştir.
Gerekli görülen diğer tüm noktalara yazılı ve görsel notlar yazılıp asılmıştır.
27
4.7. Standartlar Ve Kısıtlamalar
Yapacağımız kereste kesici otomasyon sisteminde, merkezi işlemci olarak
kullanacağımız PLC ISO 27011, IEEE ve TS 9057 standartlarına uygun olarak
üretilmişlerdir. TS 9057 Mühendislik Hizmetleri İhtisas Grubu tarafından hazırlanan
elektrik mühendisliğinde otomatik kontrol sistemlerinde kullanılan terimlerin ve tariflerin
Türk standartlarıdır. Bu standartların oluşturulmasında kullanılan kaynak ise IEC 50 (351)-
1975 standartlarıdır. Ayrıca kullandığımız 12 ve 24 V DA güç kaynakları, 12 ve 24 V DA
motorlar, 220 V AC motor da TSE standartlarına uyumludur. Aynı zamanda ÇEVKO
(Çevre Koruma Ve Ambalaj Atıkları Değerlendirme Vakfı) standartlarına göre çevreye
atık olarak verdiği zarar minimum seviyededir. Kullanılan motorların elektriksel gürültüsü
minimum seviyede olup mekanik gürültüsü normal seviyelerdedir.
28
5. SONUÇ
Kereste kesici otomasyon sistemi projesi yukarıdaki bölümlerde anlatılan aşamalar
tamamlandığında çalıştırılarak hedefe ulaşılıp ulaşılmadığı gözlemlendi. İlk çalışma
sırasında ortaya çıkan sorunların kaynağı tespit edilip çözüldükten sonra istenilen çalışma
koşulları sağlandı. Sistemimizin proje başlangıcında hedeflenen amacı yerine getirilmiştir.
Kereste kesici otomasyon sistemine başlatma butonuyla çalışma sinyali verildiği anda
konveyörler çalıştı. Konveyör girişinden kesilmesi istenen tahtalar gönderildi. PLC
girişinde ayarlı olan konuma göre 25 cm de kesim sağlayan sensör bu ölçüyü algıladığında
konveyörler durdu ve testere motoru hareket ederek tahtayı kesti ve eski konumuna döndü.
Testere motoru durduğu an konveyörler tekrar çalıştı ve kesilen tahta konveyör çıkışında
algılanıp PLC sayıcısına sinyal gitmesi sağlandı. Kesilen tahta konveyör çıkışındaki kutuya
düştü. Çalışma benzer şekilde devam ettikten sonra istenilen sayıya ulaşılınca konveyörler
durdu. 30 cm’lik kesim için PLC de uygun konum sağlandı ve benzer şekilde 30 cm’lik
kesimler yapıldı. Bu çalışma projenin başından sonuna kadar hedeflenen kazanımların elde
edildiğini göstermektedir.
29
6. YORUMLAR VE DEĞERLENDİRMELER
Kereste kesici otomasyon sistemi projesi gerek tasarlama aşamasında gerekse
gerçekleştirme aşamasında birçok kazanım elde etmemizi sağladı. Tasarım aşamasında
malzeme listesi çıkarma aşamasında bir projede hangi malzemenin ne amaçla kullanılacağı
ve teknik özelliklerinin tamamen belirlenip en ucuz maliyette elde edilmesi gerektiği
tecrübesi kazanıldı. Bu tecrübe, malzemeler temin edilip uygun teknik özelliklerinin eksik
olduğu görüldüğünde veya gerekli görevi yerine getirecek daha ucuz bir eleman ile aynı
işlemin yerine getirebileceği anlaşıldığında kazanıldı. Kazanımları teknik açıdan da
düşünecek olursak birçok bilgi ve tecrübe edinilmiştir. Proje gerçekleme aşamasında
karşılaşılan sorunların çözüme ulaştırılmasıyla veya uygun olan durumun daha iyi bir
konumda çalıştırılmasını düşünerek teknik açıdan tecrübe edinilmiştir.
Proje kapsamında elde edilen kazanımlar öğrencilik hayatımızda kazandığımız teorik
bilgilerimizi pratikte kullanma imkânı sağlamıştır. Bir projenin nasıl tasarlanacağı hangi
şekilde başarı sağlanacağı tecrübesi de kazanılmıştır. Çalışmaların baştan sona tüm
aşaması düşünüldüğünde ilerideki hayatımızda bize fayda sağlayacak çok sayıda faydalı
birikim elde edilmiştir. En sonunda bu sistemin bazı eklerle daha farklı ve daha işe yarar
olacağı irdelenmiştir.
Kereste kesme sisteminde elektrik ve kontrol alanında bir çok sistem uygulanmıştır. Bu
sistemler uygulanırken karşılaşılan sorunlarda ve karar verilen yöntemlerde basitlik ve
optimumluk göz önüne alınmıştır. Tüm bu yöntemlerin yanında farklı mekanizmalar,
eklentiler ve sistemler eklenebilir. Öncelikle mekanik aksam göz önüne alınırsa sistemin
üzerine kurulduğu tahta tabla daha sert bir malzemeden yapılarak genel anlamda sağlamlık
artırılabilir.
Sistem analog anahtarlama yapılarak komütatör anahtar ile yönlendirilmektedir. Bu da
görsel anlamda bir dezavantaj oluşturmaktadır. Görsel ögeleri ön plana çıkarmak ve daha
sayısal bir yönlendirme için ara yüz oluşturulabilir. Ara yüz kullanılarak uygun program ile
dokunmatik bir ekran aracılığı ile teknolojik bir cihaz görünümü sunulabilir.
Bantta ilerleyen tahtalar sensörler tarafından algılandığında silgi motorları PLC
kontrolünde durdurulmaktadır. Bu noktada testere motoru devreye girerek ileri-geri
çalışarak tahtayı kesmektedir. Kesilen tahtaların eni testere bıçağının üzerine konulan
muhafaza boyundadır. Her ende tahtayı kesebilmek için pinomatik bir sistem kullanılarak
30
tahtanın karşı desteğe sıkıştırılması sağlanabilir. Bu şekilde tahtanın kesimi daha güvenli
ve standart bir hale getirilmiş olacaktır.
Genel anlamda kereste kesme sistemi projesi büyük bir sistemin bir kolunu
oluşturmaktadır. Endüstriyel uygulamalarda buna benzer bir çok çeşit mevcuttur. Özellikle
karmaşık yapılardaki örneklerde makinanın durması pek istenen bir durum değildir.
Makinanın yaptığı fonksiyonun en hızlı şekilde görevini yerine getirmesi beklenir.
Makinanın her an üretim halinde olası sistemin daha hızlı hareket ettirilmesi ile
gerçekleştirilebilir.
31
KAYNAKLAR
[1]. B. Güngör, Özel Elektrik Makinaları, 2. baskı, Ankara, Türkiye: Seçkin Yayıncılık,
2004.
[2]. N. A. Şerifoğlu, Transformatörler ve Asenkron Motorlar, cilt 1, İstanbul, Türkiye:
Nobel Kitabevi, 2007.
[3]. E. Teközgen, PLC ve Uygulamaları, 2. Baskı, İstanbul, Türkiye: Birsen Yayınevi,
2000.
[4]. M. Özcan ve A. O. Özkan, Otomasyon Sistemlerinde PLC Uygulamaları, 1. Baskı,
İstanbul, Türkiye: Atlas Yayın Dağıtım, 2004.
[5]. S. Kurtulan, PLC İle Endüstriyel Otomasyon, 2. Baskı, İstanbul, Türkiye: Birsen
Yayın, 2001.
32
EKLER
EK-1 PLC Programı Ladder Diyagramı
EK-2 Standartlar ve Kısıtlar Formu
33
EK-1 PLC Programı Ladder Diyagramı
34
35
36
37
EK-2 Standartlar ve Kısıtlar Formu
Tasarım Projesinin hazırlanmasında Standart ve Kısıtlarla ilgili olarak, aşağıdaki soruları cevaplayınız.
1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.
PLC denetimi ile belirli ölçülerde kereste kesme otomasyon sistemi gerçeklenmiştir. Bu sistemde tam kontrol
söz konusudur. Uygulama alanı olarak çok geniş bir yelpazede kullanılabilir.
2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?
Projemizdeki kızak sisteminde, testere motorun ileri-geri hareketin sağlanması amacı ile sonsuz vida
kullanarak ray üzerinde hareketi sağlanmıştır. Bu sistemin benzerleri olmakla birlikte tasarım ve
boyutlandırması bize aittir.
3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?
Elektrik makinaları dersinden edinilen DA motoru teorik bilgisi, PLC dersinden öğrenilen program yazma
komutlar ve sisteme aktarılması gibi bir çok teorik bilgi projede kullanılmıştır. Bunun yanında laboratuvar
ortamında öğrenilen beceriler tekniğe aktarılmıştır.
4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?
Proje tasarım ve gerçekleştirme aşamalarında TS 9057, ISO 27011, TSE ve ÇEVKO standartları göz
önünde bulundurulmuştur.
5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?
a) Ekonomi
Proje optimum maliyette tasarlanıp gerçekleştirilmiştir. Bu optimum maliyet göz önünde
bulundurulurken gerçekleme sırasında bozulma riski fazla olan malzemeler gereken adetten
birkaç adet fazla temin edilmiştir.
b) Çevre sorunları:
Proje faaliyete geçtiği sırada çevre adına problemleri kesilen tahtaların talaşını etrafa yayması ve
testere motorunun çıkardığı sestir. Gerçeklenen projenin sanayi ortamında faaliyet göstereceği
düşünülürse bunlar standartlar açısından uygundur.
c) Sürdürülebilirlik:
Projenin orman işletme atölyelerinde, mobilya atölyelerinde ve kereste fabrikalarında kullanımı
düşünüldüğünde ileriye yönelik sürdürülebilirliği mümkündür.
d) Üretilebilirlik:
Proje hayata geçtiği taktirde sistem olarak üretimi mümkündür. Nitekim benzer faaliyeti yapan
makinalar şu an sanayide faaliyettedir.
38
e) Etik:
Gerçeklenen proje mühendislik açısından etiğe uygundur.
f) Sağlık:
Proje çalışması tamamen otomatik olduğu için çalışması sırasında hiçbir sağlık problemi
oluşturmuyor.
g) Güvenlik:
Proje gerçekleştirilirken çalışması sırasında oluşabilecek tüm olumsuz koşullar düşünülerek güvenlik
önlemleri aşınmıştır. Proje üzerinde hangi kısmın kaç voltla çalıştığı ve testereye yaklaşılmayacağı
güvenlik açısından etiketlenmiştir.
h) Sosyal ve politik sorunlar:
Proje sanayide iş gücünü azaltmaya yönelik gerçeklenmiş bir otomasyon projesi olduğu için tüm
açıdan faydalıdır. Bu yönden sosyal ve politik yönden bir problem oluşturduğu düşünülemez.
Not: Gerek görülmesi halinde bu sayfa istenilen maddeler için genişletilebilir.
Projenin Adı Kereste Kesici Otomasyon Sistemi
Projedeki Öğrencilerin adları 196124 Ahmet Erkılıç
196149 Ömer Budak
196085 Mustafa Yaldırgan
Tarih ve İmzalar 25.05.2012
39
ÖZGEÇMİŞ
AHMET ERKILIÇ
1988 Kayseri doğumluyum. İlkokulu Kayseri Orhan Gazi İlköğretim okulun da,
ortaokulu Kayseri Şehit Üsteğmen Mustafa Şimşek ilköğretim okulunda tamamladım.
2005 yılında Kayseri Yenidoğan Lisesinden mezun oldum. 2007 yılında Karadeniz Teknik
Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü adı altında 1
yıllık eğitim alacağım Yabancı Diller Bölümünde öğrenime başladım. 2008 yılın da %30
İngilizce eğitim veren Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünde öğrenimime devam
ettim. Araştırmalarım ve ilgim dahilin de 2. sınıftan sonra Elektrik ve Kontrol alanını
seçerek Elektrik Mühendisliği Yüksek Akım alanında öğrenimime devam ettim. Bölümün
gerektirdiği zorunlu stajımın ilkini 30 iş günü olarak Kayseri de bulunan Karsu Tekstil A.Ş
de yaptım. İkinci zorunlu stajımı TEİAŞ 14. İletim Tesis ve Grup Müdürlüğünde Enerji
İletimi üzerine 35 iş günü olarak yaptım. Öğrenim hayatım boyunca Kariyer Günleri ve
Girişimcilik sertifikalı seminerlerine katıldım. Üniversite öğrenim hayatımın son sınıfında
endüstriyel otomosyon alanına yönelik bitirme projesi alarak Orman Endüstrisine yönelik
bir otomasyon projesinin çalışmalarında bulundum. 2012 Haziran ayında Elektrik-
Elektronik Mühendisliği bölümünün Elektrik ve Kontrol alanından mezun olacağım.
40
ÖZGEÇMİŞ
KİŞİSEL BİLGİLER
Ad, Soyad : Ömer Budak
Cinsiyet : Bay
Doğum Tarihi : 29/03/1988
Medeni Durum : Bekar
Uyruk : T.C.
İLETİŞİM BİLGİLERİ
Adres Bilgileri : Doğukent Mah. B15 Kat 8 No 18 K.Maraş/ Doğukent
Cep Tel : (506) 8473293
E-posta : [email protected]
KARİYER HEDEFİ Kısa vadede, eğitim ve kariyer geçmişime uygun bir kariyer fırsatı yakalamak.
Uzun vadede,bir şirkete değer katarak yöneticiliğe terfi etmek.
EĞİTİM BİLGİLERİ
Üniversite Karadeniz Teknik Üniversitesi – Trabzon– Elektrik Elektronik
Mühendisliği – 09/2007 – 06/2012
Lise Afşin Anadolu Lisesi – K.Maraş - Sayısal – 09/2003 – 06/2007
KURS / SERTİFİKA BİLGİSİ
2010
2011
Kariyer Gelişimi Sertifikası
Girişimcilik Sertifikası
BİLGİSAYAR BİLGİSİ
Word, Excel, Powerpoint, Outlook: Çok iyi
Matlab: iyi
YABANCI DİL BİLGİSİ
İngilizce Okuma: Çok iyi, Yazma:Çok iyi, Konuşma:Çok iyi
HOBİLER
Kick boks, sinema, internet
STAJLARI
35 İŞ GÜNÜ KİPAŞ(K.MARAŞ İPLİK A.Ş.)
36 İŞ GÜNÜ TÜRK TELEKOM
41
ÖZGEÇMİŞ
MUSTAFA YALDIRGAN
1988’de Gaziantep’te doğdum. Mehlika Alevli İlköğretim okulun da, ortaokulu Mehmet
Adil Kasap Seçkin ilköğretim okulunda tamamladım. 2005 yılında Gaziantep Bayraktar
Lisesinden mezun oldum. 2007 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik
Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü adı altında 1 yıllık eğitim alacağım
Yabancı Diller Bölümünde öğrenime başladım. 2008 yılın da %30 İngilizce eğitim veren
Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünde öğrenimime devam ettim. Araştırmalarım ve
ilgim dahilin de 2. sınıftan sonra Elektrik ve Kontrol alanını seçerek Elektrik Mühendisliği
alanında öğrenimime devam ettim. Bölümün gerektirdiği zorunlu stajımın ilkini 30 iş günü
olarak İstanbul da bulunan Limak Holding yönetiminde bulunan Sabiha Gökçen
Havalimanın da yaptım. İkinci zorunlu stajımı Naksan Holding bünyesinde bulunan
Nakpilsa, Naksan enerji ve Naksan İplik fabrikalarında 30 iş günü olarak yaptım. Öğrenim
hayatım boyunca Kariyer Günleri ve Girişimcilik sertifikalı seminerlerine katıldım.
Yabancı dil olarak İngilizce bilmekteyim. Matlap, C++, Solid Works ve Office
programlarını kullandım. Üniversite öğrenim hayatımın son sınıfında endüstriyel
otomosyon alanına yönelik bitirme projesi alarak Orman Endüstrisine yönelik bir
otomasyon projesinin çalışmalarında bulundum. 2012 Haziran ayında Elektrik-Elektronik
Mühendisliği bölümünün Elektrik ve Kontrol alanından mezun olacağım.