Mikroişlemci Kontrollü Otomasyon Çözümleri

robot kol otomasyon

Mikroişlemci Kontrollü Otomasyon Çözümleri
Günümüzde baş döndürücü bir hızla gelişmekte ve yenilenmekte olan otomasyon endüstrisi, beraberinde birçok çözüm önerisi getirmekte, geçmişe nazaran izlenmesi ve yönetilmesi oldukça zor olan sistemler ve çevre bileşenleri, artık çok daha basit metot ve aygıtlarla en hassas biçimde kontrol edilebilmektedir. Programlama ve yazılım tekniğinin her geçen gün gelişmekte olması, bunlara paralel ekipmanların piyasaya arzı ve bunun yanında kolay temin edilebilmesi, hemen her alanda olduğu gibi, otomasyon sistemlerinde de yeni çözüm önerilerine uygulama tekniklerine zemin hazırlamaktadır.

Burada işleyeceğimiz konu; yukarıda da ifade ettiğimiz gibi, normalde bir PLC vb. programlanabilen endüstriyel kontrol aygıtlarıyla yapmayı düşündüğümüz bir süreçi, farklı bir yöntem kullanarak mikroişlemci ile aynı performans ve yetkinliğe haiz olacak şekilde tasarlayıp devreye alma ve izleme esasına dayanmaktadır.

Endüstriyel elektrik otomasyon sistemlerinde kullanılan aygıtlar ve diğer ürünler, en kolay uygulama ve devreye alma esasına göre tasarlandığından, kendi uygulama sahalarına göre standart bir hal almışlardır. Bizim bu tip bir uygulamaya geçmeden evvel ilk adım, kullanacağımız aygıtların, gerçekleştireceğimiz otomasyona ve kullanıma uygunluğunu sağlamak ve gerekli çevre şartlarını düzenleyerek sistemi oluşturan ekipmanların birbiriyle normal otomasyon tekniklerine haiz bir uyum içerisinde çalışmasını sağlamak ve meydana gelebilecek çakışmaları önlemek olacaktır.

Elektronik materyallerin kullanımı ve bir proses içinde uygulamaya hazır hale getirilmesi, elektrik otomasyon sistemlerinde çokça başvurulan bir metot değildir. Kullanım tarzları, uygulama şekillerinin farklılığı, kendine has tekniklere -elektronik devre tasarımı, baskı devre oluşturma, assembly programlama tekniği vs- ihtiyaç duymasından ötürü bu materyaller hazır kit halinde bulunmaları durumunda bu tip proseslerin içine dâhil olmaktadırlar. İşte burada bizim gerçekleştireceğimiz olay; bir elektrik otomasyonu ile elektronik devre tasarım ve programlama tekniğinin birleştirilerek aynı uygulama içerisinde birbirini tamamlar nitelik ve ahenkte bir otomasyon gerçekleştirmektir.

İhtiyaç duyulan sistem otomasyonu; 5 blok’lu bir hidrolik ünite yardımı ile bir fason imalat atölyesinde prinç mamulü çubukların, ayarlanabilen boyda otomatik olarak kesilmesini sağlayan otomatik bir testerenin meydana getirilme esasına dayanmaktadır. Tanımlamadan da anlaşılacağı üzere otomatik testere 5 piston yardımı ile magazine malzeme “prinç çubuk” doldurulmasından sonra otomatik olarak istenilen boyda kesim yapacak ve bunu gerçekleştirmek için gerekli elektriksel yol verme, valf sürme, piston konumlarını kontrol altında tutma ve oto çalışma için gerekli senaryoyu tasarlama esasına dayanmaktadır.

Mikroişlemcinin Belirlenmesi:
Bu uygulamada; yukarıda da belirttiğimiz gibi 5 piston ve bunlara bağlı durum swiçleri ile kontrol kumanda inputlarının oluşturduğu bir I/O bloğuyla karşı karşıya bulunmaktayız. Yaklaşık olarak 35 I/O bloğuna ihtiyaç bulunmaktadır. Buradaki anlatım bir otomasyon prosesinin nasıl tasarlanacağına yönelik olmadığından, ortalama durumlar üzerinde durulacaktır.

Yaklaşık I/O miktarı belirlendikten sonra bir çok uygulamada tercih edilen ve piyasada çok sıklıkla kullanılan bir işlemci 16F877’yi bu uygulama için uygun görmekteyiz.

Uygulama da kullanacağımız işlemci tipini F877 olarak belirledikten sonra proseste bulunan motor, valf vb. aygıtları ve bu aygıtlar için gerekli şalt malzemelerini ve ara ekipmanları gözden geçirelim.

Hidrolik motoru ve testere motoru olmak üzere iki adet 3 fazlı motorumuz bulunmaktadır. Bu motorlar için 4 Kw lık iki adet 24VDC mini kontaktör ve koruma amaçlı 2 adet termik röle. Ana terminal kesici için 3 kutuplu ana sigorta, 5 piston kontrolü için toplamda 10 adet röle + iki motor kontrolü için 2 adet röle ve toplam 12 adet röle ve bunların yanında pano haberleşmesi için klemens bloklarına ihtiyacımız bulunmaktadır.

Gerekli materyaller belirlendikten sonra valflerin sürülmesi için gerekli röleler tayin edecek olursak, normalde soketli tip röleler kullanmakta olmamıza rağmen bu uygulamada elektronik ekipmanlara ağırlık vereceğimizden dolayı, bütün röleleri bir PCB üzerine yerleştirmeyi ve dolayısıyla röle tiplerini PCB tarzında seçmeyi kararlaştırarak hem yerden tasarruf etmiş oluyoruz hem de soketli rölelere nazaran yaklaşık 1/6 nispetinde ekonomik bir tasarruf ta bulunmuş oluyoruz. Aynı zamanda valfler için ark söndürme hücrelerini de bu pcb üzerinde tespitleyerek genel kumanda ağını bir ana kart şeklinde meydana getirmiş oluyoruz.

Ana kart
Bunları belirledikten sonra en can alıcı nokta olan mikroişlemcinin oturtulacağı pcb’nin tasarımına sıra gelmiştir artık. Bu işlem için de yine çokça kullandığımız Proteus’la gerekli dizaynı oluşturuyoruz.

Mikroişlemci için gerekli kartı da meydana getirdikten sonra geriye sadece haberleşme bağlantıları ve programlama kalmaktadır. Burada izah ettiğimiz adımlar, üzerinde titizlikle durulması gereken elektronik devre dizaynı ile ilişkili olduğundan bu adımlara gereken hassasiyeti göstermek uygulamanın başarılılığına direk olarak etki edecektir bu devreler için hazırlanmış PCB şemaları bulunmaktadır.

Mikroişlemci kartı
Mikroişlemci ve anakart için protusta hazırlanmış devre şemaları bulunmaktadır.

İşlemci
Proteus yardımı ile devreler tasarlanıp PCB’ler hazırlandıktan sonra geriye bir tek assembly programı kalmaktadır gerekli program da hazırlandıktan sonra mikroişlemciye yüklenip gerekli testler yapıldıktan sonra devreye alma/montaj işlemine geçilerek bir proses sonlandırılmış olacaktır.

Bu tip bir uygulama fason imalat yapan bir atölyede tasarlanan hidrolik testere ye uyarlanmış ve gayet güzel netice alınmıştır. Ancak burada göz ardı edilmemesi gereken önemli bir nokta da endüstriyel elektronik uygulamaların, elektriksel otomasyona sağladığı kolaylıkların ve en önemlisi ekonomik getirinin hiç de önemsenmeyecek kadar az olmamasıdır burada gerçekleştirilen çalışma da yaklaşık olarak %50’yi geçkin bir tasarruf elde edilmiştir.

Bu çalışmada esas olarak endüstriyel Elektroniğin otomasyona yönelik olarak kullanılması ve uygun bir zemin oluşturularak sistemlerin kolaylaştırılması ve ucuzlatılmasının etüdü yapılmıştır.

Bu konuya oyver
[Toplam: 2 Ortalama: 5]
(Toplam24 , 1 bugün)

ilgili konular

Leave a Comment