Makinenin mekanik hareketlerini akıllı bir kontrol sistemine dönüştürüyoruz.
Makine otomasyonu, bir makinenin sensörlerden aldığı bilgiler doğrultusunda motorları, valfleri, sürücüleri, servo sistemlerini ve diğer saha ekipmanlarını belirlenen çalışma senaryosuna göre otomatik olarak kontrol etmesini sağlayan sistem bütünüdür.
Ancak başarılı bir makine otomasyonu projesi yalnızca PLC programlamaktan oluşmaz.
Elektrik panosu, PLC, HMI, dijital ve analog I/O, motor sürücüleri, servo ve step sistemleri, sensörler, pnömatik veya hidrolik ekipmanlar ve endüstriyel haberleşme altyapısı aynı makinenin parçalarıdır.
Bu nedenle sistemi;
Makine → Saha Ekipmanları → I/O → PLC → Kontrol Mantığı → Hareket → HMI → Operatör
bütünlüğünde değerlendiriyoruz.
Yeni Makine Otomasyonu
Yeni geliştirilen makineler için elektrik ve kontrol altyapısının projelendirilmesi ve uygulanması.
Özel Makine Otomasyonu
Standart çözümlerin yeterli olmadığı üretim proseslerine özel kontrol sistemlerinin geliştirilmesi.
Makine Revizyonu
Mevcut PLC, HMI, sürücü ve pano altyapısının üretim ihtiyacına göre modernize edilmesi.
Devreye Alma
Saha I/O, hareket sistemleri ve otomatik çalışma senaryolarının gerçek makine üzerinde test edilmesi.
Mekanik sistemi kontrol edilebilir ve tekrarlanabilir bir üretim sürecine dönüştürür.
Bir üretim makinesinde motorların dönmesi veya pnömatik silindirlerin hareket etmesi tek başına otomasyon anlamına gelmez.
Makinenin belirli şartları kontrol ederek doğru sırada, doğru zamanda ve beklenen sonuçla çalışması gerekir.
Örneğin otomatik çalışan bir makinede;
ürünün geldiği sensör tarafından algılanabilir, ürün sabitlenebilir, işlem başlatılabilir, işlem tamamlandıktan sonra mekanizma başlangıç konumuna dönebilir ve ürün tahliye edilebilir.
Bu hareketlerin tamamı kontrol sistemi tarafından belirli bir senaryo içerisinde yönetilir.
Temel akış:
Algıla → Kontrol Et → Karar Ver → Hareket Ettir → Doğrula → Sonraki Adıma Geç
şeklinde düşünülebilir.
Talebinizden uygulamaya,
dört net adım.
Her bakım işi aynı değildir. Süreci makinenin durumuna ve talebin kapsamına göre planlıyoruz.
İhtiyacı dinliyoruz.
Kapsamı değerlendiriyoruz.
Yapılacak işi planlıyoruz.
Çalışmayı tamamlıyoruz.
Sahadan kontrol sistemine bütün yapıyı birlikte ele alıyoruz.
Makine otomasyonunda kullanılan cihazlar birbirinden bağımsız çalışmaz.
Sensörün verdiği bilgi PLC tarafından değerlendirilir. PLC sürücüye veya çıkış modülüne komut verir. Motor ya da aktüatör hareket eder. Geri bildirim tekrar kontrol sistemine ulaşır.
Operatör ise HMI üzerinden sistemin durumunu takip eder.
Kontrol
PLC ve kontrol sistemi makinenin çalışma senaryosunu yürütür.
Algılama
Sensörler ve transmitterler makinenin fiziksel durumunu kontrol sistemine aktarır.
Hareket
Motor, sürücü, servo, step, pnömatik ve hidrolik sistemler gerekli fiziksel hareketi gerçekleştirir.
Operatör
HMI üzerinden makine kontrol edilir, parametreler değiştirilir ve arızalar görüntülenir.
Kontrol sistemini makine tasarımıyla birlikte planlıyoruz.
Yeni geliştirilen makinelerde otomasyon sisteminin mekanik tasarım tamamlandıktan sonra düşünülmesi bazı gereksiz revizyonlara neden olabilir.
Sensör noktalarının, motorların, servo eksenlerinin, valflerin ve operatör panelinin makinenin çalışma mantığıyla birlikte değerlendirilmesi daha sağlıklı bir kontrol mimarisi oluşturur.
Yeni makine otomasyonu projesinde öncelikle makinenin gerçekleştirmesi gereken işlemler belirlenir.
Ardından:
Fonksiyonlar → Hareketler → I/O → PLC → HMI → Pano → Sürücü & Servo → Test
yapısı oluşturulur.
Fonksiyon Analizi
Makinenin hangi işlemleri hangi sırayla gerçekleştirmesi gerektiğinin belirlenmesi.
Kontrol Mimarisi
PLC, I/O, HMI ve diğer kontrol bileşenlerinin belirlenmesi.
Alarm & Interlock
Güç ve kontrol sistemlerinin makinenin elektrik ihtiyacına göre yapılandırılması.
Yazılım & Devreye Alma
PLC-HMI yazılımlarının hazırlanması ve gerçek makine üzerinde test edilmesi.
Üretim prosesine göre geliştirilen kontrol çözümleri.
Her üretim ihtiyacının standart bir makineyle çözülmesi mümkün değildir.
Belirli bir ürünün işlenmesi, taşınması, kontrol edilmesi, kesilmesi, paketlenmesi veya farklı istasyonlarda işlem görmesi için özel makineler geliştirilebilir.
Bu tür sistemlerde otomasyon, makinenin üretim amacına göre oluşturulur.
Örneğin aynı PLC platformu kullanılsa dahi bir paketleme makinesinin kontrol senaryosu ile bir pres besleme sisteminin kontrol senaryosu tamamen farklı olabilir.
Bu nedenle özel makine otomasyonunda hazır yazılım yerine proses analizi ön plandadır.
Prosese Özel Kontrol
Makinenin üretim amacına göre çalışma mantığının oluşturulması.
Özel Hareketler
Servo, step, motor veya pnömatik-hidrolik hareketlerin proses içerisinde koordinasyonu.
Ürün Parametreleri
Farklı ürün tipleri için gerekli parametre ve reçete yapılarının oluşturulması.
Operatör Kontrolü
Makinenin kullanımı için anlaşılır ve ihtiyaca uygun HMI ekranlarının hazırlanması.
Doğru otomasyon projesi doğru mimariyle başlar.
Makinenin kontrol sistemi tasarlanırken yalnızca hangi PLC’nin kullanılacağına karar verilmesi yeterli değildir.
Kaç giriş ve çıkış bulunacağı, hangi motorların sürücüyle kontrol edileceği, servo eksen sayısı, analog ölçümler, haberleşme protokolleri ve operatör ihtiyaçları birlikte değerlendirilmelidir.
Temel mimari:
Sensörler → I/O → PLC → Sürücü / Servo / Valf → Makine
ve operatör tarafında:
PLC ↔ HMI
şeklinde oluşturulabilir.
Daha büyük makinelerde merkezi I/O yerine makinenin farklı bölgelerine yerleştirilen remote I/O istasyonları kullanılabilir.
Makinenin kontrol mantığını PLC üzerinde yönetiyoruz.
PLC, makine otomasyonunda saha sinyallerini değerlendirerek gerekli çıkış komutlarını oluşturan temel kontrol elemanlarından biridir.
Makinedeki sensörlerden gelen bilgiler PLC girişlerinde okunur.
PLC programı çalışma şartlarını değerlendirir ve motorlara, valflere, sürücülere veya farklı ekipmanlara komut verir.
Makine otomasyonu içerisinde PLC’nin görevi yalnızca giriş ve çıkış kontrolü değildir.
Program içerisinde;
Çalışma Modları → Sekanslar → Interlocklar → Alarmlar → Zamanlamalar → Parametreler → Haberleşme
birlikte yönetilebilir.
Otomatik Çalışma
Makinenin üretim çevriminin belirlenen senaryoya göre otomatik olarak yürütülmesi.
Manuel Çalışma
Bakım ve ayar sırasında ekipmanların kontrollü biçimde tek tek hareket ettirilmesi.
Sekans Kontrolü
Makinenin üretim hareketlerinin doğru sırada ve doğru şartlarla gerçekleştirilmesi.
Diagnostik
Makinenin hangi çalışma şartını beklediğinin veya neden durduğunun izlenebilmesi.
Operatör ile makine arasındaki iletişimi anlaşılır hale getiriyoruz.
HMI, operatörün makineyi kontrol ettiği ve çalışma bilgilerini takip ettiği arayüzdür.
İyi tasarlanmış bir HMI ekranı yalnızca estetik görünmemeli; operatöre gerekli bilgiyi mümkün olduğunca hızlı vermelidir.
Ana ekranda makinenin çalışma durumu görüntülenebilir.
Manuel ekranda bakım amaçlı hareketler gerçekleştirilebilir.
Parametre ekranında üretim ayarları değiştirilebilir.
Alarm ekranında ise makinenin neden durduğu takip edilebilir.
Makine Durumu
Çalışıyor, bekliyor, manuel, otomatik veya arıza gibi temel çalışma bilgilerinin gösterilmesi.
Manuel Kontrol
Bakım ve ayar amaçlı motor, valf ve hareket sistemlerinin kontrollü çalıştırılması.
Parametre & Reçete
Farklı ürünlere veya üretim koşullarına göre makine ayarlarının yönetilmesi.
Alarm & Diagnostik
Problemin kaynağının operatör ve bakım personeli tarafından daha kolay anlaşılmasını sağlayan ekranlar.
Kontrol sisteminin elektriksel merkezini oluşturuyoruz.
Makine otomasyon panosu; kontrol ve güç ekipmanlarının düzenli şekilde bir araya getirildiği elektrik panosudur.
Makine yapısına göre pano içerisinde:
PLC, güç kaynakları, I/O modülleri, röleler, kontaktörler, motor koruma ekipmanları, sürücüler, servo sürücüler, haberleşme cihazları ve farklı kontrol elemanları bulunabilir.
Ancak pano yalnızca cihazların yerleştirildiği bir kutu olarak değerlendirilmemelidir.
Kablo güzergâhları, terminal düzeni, güç ve kontrol ayrımı, bakım erişimi ve ileride yapılabilecek genişlemeler de dikkate
alınmalıdır.
Kontrol Bölümü
PLC, I/O ve ilgili kontrol ekipmanlarının yerleşimi.
Güç Bölümü
Motor ve diğer saha yüklerinin güç ve koruma sistemlerinin oluşturulması.
Sürücü Sistemleri
Motor ve servo sürücülerinin uygun elektrik altyapısıyla panoya dahil edilmesi.
Terminal & Saha
Saha kablolarının açık şekilde numaralandırılması ve ilgili kontrol noktalarıyla eşleştirilmesi.
Güç ve kontrol sistemlerini aynı makine mimarisinde değerlendiriyoruz.
Makinenin otomasyon sistemi yazılımla sınırlı değildir.
PLC’nin verdiği komutun gerçek saha ekipmanında çalışabilmesi için elektrik altyapısının da doğru kurulması gerekir.
Örneğin PLC çıkışı motoru doğrudan çalıştırmak yerine kontaktör, sürücü veya farklı bir güç kontrol ekipmanına komut verebilir.
Bu nedenle makine elektrik otomasyonunda;
Ana Besleme → Koruma → Kontrol Beslemesi → PLC → Çıkış Sistemi → Motor / Aktüatör
zincirinin tamamı değerlendirilmelidir.
Elektrik ve PLC tarafının birbirinden bağımsız tasarlanması devreye alma ve arıza tespitinde gereksiz karmaşıklık yaratabilir.
Hareketin yalnızca başlamasını değil, doğru noktada tamamlanmasını sağlıyoruz.
Hassas konumlandırma, besleme, kesme ve benzeri uygulamalarda servo veya step motor sistemleri kullanılabilir.
Servo sistemlerde encoder geri beslemesi, tuning, pozisyon ve hız kontrolü önemliyken step motor sistemlerinde pulse, yön, mikrostep, motor akımı ve hareket rampaları ön plana çıkar.
Her iki sistemin de aynı yöntemle devreye alınması doğru değildir. Kullanılacak motion yapısı makinenin hız, tork,
hassasiyet ve mekanik yük gereksinimine göre değerlendirilmelidir.
Servo Sistemleri
Pozisyon, hız ve tork kontrolü gerektiren uygulamalarda servo motor ve sürücü entegrasyonu.
Step Motor Sistemleri
Pulse tabanlı hareket ve pozisyonlama uygulamalarının kontrol sistemine dahil edilmesi.
Motion Control
Homing, jog ve pozisyonlama gibi hareket fonksiyonlarının PLC sistemiyle yönetilmesi.
Hareket Optimizasyonu
Hız, ivme ve hareket parametrelerinin mekanik sistemin çalışma koşullarına göre ayarlanması.
Sahadaki gerçek proses değerlerini kontrol sistemine aktarıyoruz.
Üretim makinelerinde her bilgi açık veya kapalı şeklinde değildir.
Basınç, sıcaklık, seviye, debi veya pozisyon gibi sürekli değişen değerlerin PLC’ye aktarılması için analog sistemlerden yararlanılır.
Projeye göre 4-20 mA, 0-10 V, PT100 ve farklı analog ölçüm yapıları kullanılabilir.
Analog sistemlerde doğru sensör ve modül seçiminin yanında kablolama, sinyal şartlandırma ve PLC içerisindeki ölçeklendirme de önemlidir.
4-20 mA
Endüstriyel transmitter ve proses sensörlerinden gelen akım sinyallerinin PLC’ye entegrasyonu.
0-10 V
Gerilim tabanlı ölçüm ve kontrol sinyallerinin otomasyon sisteminde kullanılması.
Analog Scaling
PLC’de okunan analog değerlerin bar, derece, yüzde veya farklı mühendislik birimlerine dönüştürülmesi.
Sinyal Kontrolü
Kararsız, yanlış veya okunamayan analog sinyallerin saha ve program tarafında değerlendirilmesi.
Saha sinyallerini makinenin bulunduğu noktaya daha yakın topluyoruz.
Büyük makinelerde veya geniş üretim hatlarında tüm sensör ve aktüatör kablolarının ana panoya taşınması her zaman ideal değildir.
Remote I/O sistemleri sayesinde saha sinyalleri makinenin farklı bölgelerinde toplanabilir ve endüstriyel haberleşme ağı üzerinden PLC’ye aktarılabilir.
WAGO I/O sistemleri bu tür dağıtılmış otomasyon mimarilerinde dijital, analog ve farklı saha sinyallerinin kontrol sistemine entegrasyonu için kullanılabilir.
Dijital I/O
Sensör ve kontrol sinyallerinin remote I/O yapısına dahil edilmesi.
Analog I/O
4-20 mA, 0-10 V ve benzeri proses sinyallerinin saha noktalarında toplanması.
Fieldbus
PROFINET, Modbus TCP ve uygun diğer endüstriyel haberleşme sistemleriyle PLC entegrasyonu.
Arıza & Devreye Alma
Coupler, I/O modülü, network ve saha sinyallerinin sistematik olarak kontrol edilmesi.
Cihazların yalnızca bağlı değil, doğru veri alışverişi yapmasını sağlıyoruz.
Modern otomasyon sistemlerinde PLC, HMI, motor sürücüsü, servo, remote I/O ve farklı kontrol ekipmanları network üzerinden haberleşebilir.
Projeye ve kullanılan cihazlara göre PROFINET, Modbus TCP, Modbus RTU ve farklı endüstriyel haberleşme teknolojileri kullanılabilir.
Haberleşme sistemi tasarlanırken yalnızca protokol seçilmemelidir. Adresleme, network yapısı, fiziksel kablolama ve cihazların hangi verileri paylaşacağı da belirlenmelidir.
PLC & HMI
Kontrolör ve operatör paneli arasındaki veri iletişiminin oluşturulması.
PLC & Sürücü
Motor sürücülerinin çalışma ve diagnostik bilgilerinin PLC sistemine aktarılması.
Remote I/O
Dağıtılmış giriş-çıkış sistemlerinin kontrol ağına dahil edilmesi.
Cihaz Haberleşmesi
Farklı otomasyon ekipmanlarının desteklediği protokollere göre entegrasyonun gerçekleştirilmesi.
Parça değiştirmeden önce kontrol zincirini takip ediyoruz.
Bir üretim makinesinin çalışmaması doğrudan PLC’nin bozulduğu anlamına gelmez.
Problem sensör, elektrik bağlantısı, HMI, sürücü, remote I/O, röle, kontaktör veya mekanik sistem kaynaklı olabilir.
Bu nedenle arıza tespitinde sistemi katmanlara ayırarak kontrol ediyoruz:
Enerji → PLC → Girişler → Program → Çıkışlar → Sürücü / Röle → Saha ekipmanı → Mekanik hareket
Amaç tahmine dayalı parça değişimi yerine arızanın gerçekten hangi noktada oluştuğunu belirlemektir.
PLC Diagnostik
CPU, program durumu ve giriş-çıkış bilgilerinin kontrol edilmesi.
Saha Kontrolü
Sensör, röle, kontaktör, kablolama ve diğer saha ekipmanlarının değerlendirilmesi.
Haberleşme Kontrolü
PLC, HMI, sürücü ve remote I/O arasındaki bağlantı problemlerinin araştırılması.
Kök Neden
Tekrarlayan arızalarda yalnızca sonucu değil, problemi oluşturan temel şartın belirlenmesi.
Çalışan mekanik altyapıyı yeni kontrol sistemleriyle geliştirebiliriz.
Uzun yıllardır kullanılan makinelerde mekanik sistem çalışmaya devam ederken PLC, HMI, sürücü veya elektrik panosu bakım açısından sürdürülebilirliğini kaybedebilir.
Üretimi sona ermiş kontrol cihazları, yedek parçası zor bulunan sürücüler veya çok sayıda geçici müdahale yapılmış panolar revizyon ihtiyacı oluşturabilir.
Revizyonun amacı her ekipmanı değiştirmek değildir.
Öncelikle mevcut sistem analiz edilerek korunabilecek ve yenilenmesi gereken alanlar belirlenmelidir.
PLC Modernizasyonu
Eski kontrolörlerin mevcut makine mantığı korunarak yeni kontrol platformlarına taşınması.
HMI Yenileme
Eski veya yetersiz operatör panellerinin yeni kontrol sistemiyle uyumlu hale getirilmesi.
Sürücü Revizyonu
Artık desteklenmeyen veya arızalı sürücülerin yeni sistemlerle değiştirilmesi ve PLC’ye entegrasyonu.
Pano Düzenleme
Mevcut elektrik ve otomasyon altyapısının bakım yapılabilir bir yapıya dönüştürülmesi.
Yazılımın sahadaki gerçek sistemle doğru çalıştığını doğruluyoruz.
PLC programının bilgisayar üzerinde hatasız çalışması sistemin gerçek makinede de doğru çalışacağı anlamına gelmez.
Devreye alma aşamasında sensörlerin doğru girişlere bağlı olduğu, motorların doğru yönde döndüğü, valflerin doğru hareketleri gerçekleştirdiği ve PLC içerisindeki çalışma şartlarının gerçek prosesle uyumlu olduğu kontrol edilir.
İlk aşamada tek tek saha ekipmanları doğrulanır. Ardından otomatik çalışma senaryolarına geçilir.
I/O Testi
Tüm giriş ve çıkış noktalarının fiziksel saha cihazlarıyla doğrulanması.
Manuel Test
Motor, valf ve hareket sistemlerinin kontrollü şekilde tek tek test edilmesi.
Motion Control
Makinenin gerçek çalışma sırasının ve interlock yapısının kontrol edilmesi.
Üretim Testi
Sistemin gerçek çalışma koşullarında izlenerek gerekli ayarların tamamlanması.
Talebinizden devreye almaya, dört net adım.
Her otomasyon projesi aynı değildir. Yeni bir makinenin kontrol sistemini sıfırdan oluşturmak ile yıllardır çalışan bir üretim hattındaki arızayı veya revizyon ihtiyacını çözmek farklı teknik yaklaşımlar gerektirir.
Bu nedenle süreci makinenin, üretim prosesinin ve mevcut altyapının durumuna göre planlıyoruz.
Sistemi anlamaya başlıyoruz.
Makine, üretim prosesi, mevcut otomasyon altyapısı ve talep edilen çalışma hakkında ilk teknik bilgileri alıyoruz.
Teknik kapsamı belirliyoruz.
PLC, HMI, sürücü, servo, sensör, I/O ve saha sistemlerinde yapılması gereken çalışmaları değerlendiriyoruz.
Otomasyon yapısını oluşturuyoruz.
Kullanılacak kontrol sistemi, yazılım, haberleşme ve saha ekipmanlarının proje kapsamını netleştiriyoruz.
Sistemi test ederek devreye alıyoruz.
Programlama, entegrasyon ve saha kontrollerini tamamlayarak otomasyon sistemini gerçek çalışma koşullarında test ediyoruz.