BUTUNSiNAVLAR.COM
        Giriş     Üye OL
Otomatik Proses Kontrol Elemanları, çalışma prensibi, otomasyon nedir, nasıl kurulur, yapısı, Enerjili Kontrolörler, nasıl yapılır, Otomatik Kontrol Sistemleri

Otomatik Proses Kontrol Elemanları

1.7. Otomatik Proses Kontrol Elemanlarının Prensipleri

1.7.1. Otomasyon

Otomasyon; dar anlamda otomatik kontrol olarak tanımlanabilir. Geniş anlamda ise işin insan ile ekipman arasında paylaşılmasıdır. Toplam işin paylaşım yüzdesi otomasyon düzeyini belirler. Düşük düzey işlerin çoğunluğunun insan tarafından, yüksek düzey işlerin ise makineler tarafından yapıldığı durumu anlatır.

1.7.1.1. Kontrol Sistemlerinin Özelliği

İyi bir kontrol sisteminde aranılan özellikler şunlardır:

  • Sistemde meydana gelen herhangi bir bozucu etkiden sonra bile değişkenin değeri set değerinden minimum şekilde sapmalıdır. Örneğin; bir elektrik motoru boşta çalışırken devir sayısı 1500 d/dk. ise yüklendiğinde de 1500 d/dk. olmalıdır. Ani yük kalkışlarında veya yüklenmelerinde bile devir 1500 d/dk.ya fazla uzak olmamalıdır. Değişim mümkünse hiç olmamalı veya en az olmalıdır.
    • Bozulma sonunda, normal çalışmaya en kısa zamanda dönebilmelidir. Aynı şekilde; motorun ani yüklenmelerinde ve yük boşalmalarında devrinde mutlaka bir değişiklik olacaktır; ancak normal devrine dönme süresi ne kadar kısa olursa
    • o kadar iyidir.
  • Çalışma şartlarında meydana gelen değişmelerden ötürü olacak sapma set değerinden minimum seviyede olmalıdır. Çalışma şartlarını belirleyen giriş değişkenleri veya ortamda oluşan olumsuzluklardan çok fazla etkilenmemelidir.

1.7.1.2. Kontrol Eylemi (Faaliyeti)

Negatif geri beslemeli kapalı devre sistem fikri, otomatik kontrol eyleminin ana temeli olmuştur ve CNC kontrol sistemlerinde geniş ölçüde uygulanmaktadır. Servo kontrol terimi CNC bir sistemin takım tezgâhı eksen kontrolüne uygulanmasına verilen isimdir. Gerçekte mekanik pozisyonun kontrol edilen miktar olduğu ve güçlendirme kullanıldığı tam otomatik kapalı devre sistem servomekanizma olarak bilinir. Elektromekanik bir sistemin çıkış büyüklüğü, ya motor milinden alınan mekanik güç veya jeneratör çıkış uçlarından alınan elektriksel güç niteliğinde olup bu büyüklüklerin istenilen özellikleri sağlayabilmeleri için başka uygun büyüklükler yardımıyla kontrol edilme olanakları vardır. Pek çok değişik karakterleri kapsayan elektromekanik sistem büyüklükleri arasında en önemli görülenler şunlardır:

  • Hız: Döner makinelerin dönüş hızının birçok durumlarda büyük bir duyarlılıkla kontrol edilmesi gerekir.
  • Moment: Halatın tambur üzerine sarılması veya halatın tamburdan boşaltılması hallerinde gerilmenin kararlı bir değerde tutulabilmesi için, döndürme momentinin uygun geri besleme tertipleri ile kontrol edilmesi gerekir.
  • Konum: Özellikle takım tezgâhlarında tezgâhın devamlı olarak periyodik bir işlem yapması hâlinde tezgâhın bazı elemanlarının doğrusal ve açısal konumlarının ve hareket şartlarının uygun geri besleme tertipleri ile kontrol altında tutulması gerekir.
  • İvme: Değişik hızlarda çalıştırılan iş makinelerinde bir hızdan başka bir hıza istenilen konumda ve istenilen zaman süresi içinde geçilebilmesi için hız değişiminin veya diğer bir deyimle ivmenin kontrol edilmesi gereklidir.
  • Gerilim: En belirgin örnek olarak AC güç kaynağı olarak kullanılan senkron jeneratörlerin uç geriliminin uygun geri besleme tertipleri ile devamlı olarak sabit tutulması olayı gösterilebilir.
  • Frekans: Senkron jeneratörleri çeviren buhar ve su türbini gibi çevrici makinelerin dönüş hızları değişik çalışma şartları altında dahi uygun geri besleme tertipleri ile donatılan hız regülatörleri yardımıyla sabit tutularak elektriksel enerji kaynağının frekansının değişmemesi sağlanır.

1.7.1.3. Kendinden Enerjili Kontrolörler

İşlenecek olan parçaların işleme programları tezgâhın belleğine depolanır. Nümerik kontrolör tezgâhı da bu programları bellekten ihtiyaç oldukça okur. Uzun süren üretim çalışmalarında parça programı, elektrik kesintilerinde ve tezgâhı kapatma durumlarında belleği besleyen yedek batarya yardımıyla bellekte tutulur.

1.7.2. Enerjili Kontrolörler

1.7.2.1. Kontrolör Ayarları

Genelde nümerik kontrol tezgâhlarında ayarlar kontrol biriminden yapılır. Kontrol birimi ya tezgâhın içine monte edilmiştir ya da operatörün pozisyonuna göre ayarlanabilen bir hareketli kol üzerine monte edilmiştir. Ergonomik olarak operatörün kollara, anahtarlara, tekerleklere erişmek ve kullanmak istemesinden daha iyidir.

Kontrol birimi tarafından sunulan kolaylıklar üç başlık altında toplanabilir. Birincisi, çeşitli tezgâh özelliklerinin durumu ve pozisyonlarını bildirici sistemlerdir. İkincisi, takım tezgâhının hareketlerini elle veya yarı otomatik olarak sağlayan sistemdir. Üçüncüsü, takım tezgâhını programlamaya yardım eden sistemdir.

1.7.2.2. Otomatik Kontrol Sistemlerinin Yetersizlikleri (Hataları)

Tam otomatik olan kontrol sistemlerinin tasarımı ve yeterlilikleri ile ilgili birçok ana problem vardır. Bu problemlerin üstesinden gelen yol, takım tezgâhının performansını veya kalitesini belirleyecektir. Bu problemlerle ilgili incelenmesi gereken konu başlıklarından başlıcalarışunlardır:

  • Doğruluk: Mühendislikte hiçbir şeyin tam doğru olmadığı kabul edilir. Hem boyutsal hem geometrik toleranslara referans göndererek üretilen birçok mühendislik parçaları, bu gerçeği belirtir. Bu referanslar bizlerin, ne kadar doğru olmayan şartlarda çalıştığımızı gösterir. Bundan dolayı bir şeyin belirtilen limitler içinde doğru olduğunu söylemek daha uygundur. CNC kontrol sistemi de bunun dışında değildir, aynı sınırlamaya sahiptir ve belirli limitler çerçevesinde doğrudur. Servo-kontrol sisteminin doğruluğu kısmen tezgâh kızağının pozisyonunu gözlemek için kullanılan ölçme cihazının doğruluğuna, kısmen bu ölçme cihazının nasıl kullanıldığına ve kısmen de sistemde bulunan mekanik hatalara bağlıdır. Örneğin; tezgâh kızağının lineer hareketini ölçmek, kızağı tahrik eden yönlendirici vidanın dönme hareketini ölçmekten daha doğrudur. Bu durum pozisyonal hatalara neden olan kayıplardan dolayıdır. Her iki durumda da ölçme cihazı imalat yönünden tamamen doğru olabilir. Ama sistem doğruluğu bu cihazların nasıl kullanıldığına ve diğer mekanik kusurlara göre belirlenir
  • Hassasiyet: Hassasiyet terimi, kontrol sisteminin tanıyabildiği en küçük artış veya boyutu anlatır. Doğruluk ile aynışey değildir. Örneğin; ölçme cihazındaki bir ölçüm göstergesi 20 bölüme bölündüğünde hassasiyet 20’de 1 olur. Ama bölünmeler eşit olarak yapılmaz ise doğru olmaz.
  • Tekrar edebilme: Belirtildiği gibi, kusursuz doğruluk elde edilemediği için boyutsal tolerans tanımlanmalıdır. Parçanın boyutlarının bu tolerans limiti içinde olması doğru olduğunu gösterir. Belirli kızak pozisyonunun arka arkaya tekrarlanması hâlinde (aynı parça programından birçok parçanın yapıldığı zaman olduğu gibi) kızağın aldığı pozisyonlarda farklılık olacaktır. Bu farklılıklar sistemin tekrar edebilme ölçüsüdür. Gerçekte, her tekrarlamada aynı işleme hatası olması, değişen işleme hatası olmasından daha iyidir.
  • Dengesizlik: Kapalı devre kontrol, negatif geri besleme yoluyla hataları belirli tolerans seviyesinde sürekli düzeltmeye çalıştığından daha doğru performans göstermeye meyillidir. Dengesizlik sistemin istenilen pozisyon etrafında dalgalanmasıdır. Yüksek hızda hareket eden eksensel kızak (hızlı bir enine hareket), emredilen pozisyona ulaştığında hemen duramayacak kadar büyük bir momente sahip olabilir. Bunun sonucu olarak hedefini geçip onu aşacaktır ve hata sinyali verecektir. Bu hata sinyali de kızak motorunun ters hareket emri vererek kızağın istenilen pozisyona varmasını sağlayacaktır. Eğer kızak hedefin önünde kalırsa proses tekrarlanacaktır. Bu prosese ‘avlanma’ denir. Dengesizlik kapalı döngülü sistemin bir fonksiyonudur. Çünkü tamamen geri besleme döngüsünün, döngü kazancının ve sistemin karşılık verme durumuna bağlıdır.
  • Cevap verme: Kontrol sisteminin cevap süresi, giriş çıkış sinyalinin uygulanması ile kontrollü durumun istenilen değere varması arasındaki geçen süredir. Bir kontrol sisteminin cevap verme hızının ayarı, minimum cevap süresi ile sistem dengesinin korunması arasındaki orta yoldur. İstenilen pozisyona erişmek için kızağın hareketsiz durumdan hızlanması, sürekli dengeye girmesi ve hedefi fazla aşmayacak şekilde yavaşlaması karmaşık bir problemdir. Bu denge çeşitli yük şartları altında (yani enine hareket veya besleme altında boş veya dolu tabla durumunda) sürdürülmelidir.
  • Sönümleme: Aşırı hedefi geçme ve önünde kalma durumunu karşılamak ve avlanmayı minimuma indirgemek için sistemde sönümleme fonksiyonu oluşturulur. Belli miktarda sönümleme, sistemdeki sürtünmelerden dolayı vardır. İstenmeyen dalgalanmalar sönümleme miktarı arttıkça daha çabuk sönecektir. Ama çok fazla sönümleme, sistemin cevap vermesini gereksiz yere yavaşlatacaktır. Sönümlemenin etkileri araba amortisörlerinde ve kapı kapatıcılarında görülebilir. Ayrıca bu sistemlerde, sönümlemenin kaldırılması durumunda ne olabileceğini tahmin etmek zor değildir.
  • Kontrol mühendisliği: Kontrol sistemini tasarlamak kolay değildir. Karmaşık matematik kurallarına ve iyi fizik kanunları bilgisine dayanır. Ayrıca mekanik, elektronik, pnömatik ve hidrolik konusunda uzmanlara da ihtiyaç vardır.

1.7.2.3. Kaskat Kontrol Sistemleri

Dijital sürücülerin getirdiği avantaj kullanılarak kaskat modunda iken bir DC motorun devri değiştirildiğinde, gerisindeki tüm DC motor devirleri de aynı oranda değiştirilerek aralarındaki senkronizasyon bozulmamış olur. Böylece iki tezgâh arasındaki bolluk ya da aşırı gerginlik giderilirken gerideki tezgâhlar arası hız ilişkileri değiştirilmeden ayar yapmak çok kolay hâle gelir.

TÜM DERS NOTLARI İÇİN TIKLAYIN
YORUMLAR

YORUM YAZ
Yorum yazabilmek için sağ üstten giriş yapmanız gerekir.
  Üye değilseniz,üye olmak için
 TIKLAYIN.
Lütfen sorularınızı yukarıdaki SORUSOR sekmesinden sorunuz
Buradan sorularınıza admin tarafından CEVAP VERİLMEYECEKTİR.
Max. 1000 karakter.
Sinavlara hazirlik