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 : omerbudak2012@gmail.com

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.