Design and Implementation of a Medical Centrifuge Device Using PLC

Abstract

In this study, a centrifuge device with an operator panel, which can be controlled via PLC and allows healthcare professionals to use it easily, has been designed and implemented. The designed and implemented centrifuge device consists of four components: PLC, electric motor, operator panel, and control system. The PLC has 8 digital inputs and 6 digital outputs. The electric motor is a 1.4 kW, three-phase asynchronous motor. An XGT operator panel was used as the operator interface, and its software was developed using the PanelEditor program. During the design of the control system, the capability of controlling the asynchronous motor via PLC was considered, and a control system was designed accordingly. The control system includes a motor driver that adjusts the centrifuge motor speed and an analog input-output module that serves as an additional module to the PLC, sending speed information to the driver as an analog signal in the range of 0-10 volts. While this module sends an analog signal to the driver with a 0-10V voltage level, it also processes the analog values received from the driver's analog output in the PLC, allowing real-time monitoring of the centrifuge speed on the display.

Keywords

• Medical Centrifuge System
• Automation systems
• PLC

PLC Kullanılarak Bir Medikal Santrifüj Cihazının Tasarımı ve Gerçeklenmesi

Abstract

Bu çalışmada PLC ile kontrol edilebilen, sağlık çalışanlarının kolay bir şekilde kullanmasına olanak sağlayacak, operatör paneli olan bir santrifüj cihazı tasarlanmış ve gerçeklenmiştir. Tasarlanan ve gerçekleştirilen santrifüj cihazı 4 bileşenden oluşmaktadır. Bunlar; PLC, elektrik motoru, operatör paneli ve kontrol sistemidir. PLC’nin, 8 dijital giriş ve 6 dijital çıkışı vardır. Elektrik motoru 1,4 KW gücünde 3 fazlı bir asenkron motordur. Operatör paneli olarak XGT operatör paneli kullanılmış ve yazılımı PanelEditor programı ile yapılmıştır. Kontrol sistemi tasarlanırken, PLC ile asenkron motorun kontrol edilebilmesi göz önüne alınmış ve bu amaçla bir kontrol sistemi tasarlanmıştır. Kontrol sisteminde santrifüj motor hızını ayarlayan bir motor sürücüsü ve bu sürücüye hız bilgisini 0-10 voltluk analog bilgi olarak gönderen, PLC’ ye ek modül olarak görev yapan bir analog giriş-çıkış modülü bulunmaktadır. Bu modülle sürücüye 0-10 volt gerilim seviyesiyle analog bilgi gönderilirken aynı zamanda sürücünün analog çıkışından alınan analog değerler PLC’ de işlenmekte ve ekranda santrifüjün anlık hızı izlenmektedir.

Keywords

• Medikal Santrifüj Sistemi
• Otomasyon sistemleri
• PLC

References

1. Ahmad, M. A. 2024. PLC kullanarak kesir dereceli PID kontrollerin otomatik ayarı, Dicle Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı Fen Bilimleri Enstitüsü, (Yüksek Lisans Tezi), Diyarbakır.
2. Altınışık, M. 2007. Adnan Menderes Üniversitesi Tıp Fakültesi Organik Kimya ve Biyokimya Uygulamaları, Aydın.
3. Aydoğdu, A., Aydoğdu, Y., & Yakıncı, Z. D. 2017. Temel Radyolojik İnceleme Yöntemlerini Tanıma. İnönü Üniversitesi Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksek Okulu Dergisi, 5(2), 44-53.
4. Düzgün, O. 2019. Tekstil yüzeylerinin fiziksel modifikasyonu için PLC tabanlı otomasyon sistemi, Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Anabilim Dalı Fen Bilimleri Enstitüsü, (Yüksek Lisans Tezi), Tekirdağ.
5. Elgün, S. 2000. Tıbbi Laboratuvar Programı. Ankara Sağlık Hizmetleri Dergisi, 1(1), 21-25. https://doi.org/10.1501/Ashd_0000000011
6. Eroğul O. 2018. Anahtarlamalı Relüktans Motor Tabanlı Medikal Santrifüj Sistemi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (Yüksek Lisans Tezi), Kayseri.
7. Hüz, M. 2024. Patoloji Laboratuvarında Ünitelerin Planlaması ve Altyapı Gereksinimleri. Sağlık Profesyonelleri Araştırma Dergisi, 6(2), 134-144.
8. Kabak, M. C. 2021. Taşlama makinelerinde PLC otomasyonu ve otomatik taş bileme, Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (Yüksek Lisans Tezi), Nevşehir.

9. Karahan, M. 1998. Endüstriyel bilgisayarlar ve otomasyon PLC kontrollü bir fabrika otomasyonu örneği, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü (Yüksek Lisans Tezi), Sivas.
10. Karayel, M. 2013. Mikrotip hidrolik santraller için PLC tabanlı scada sistem otomasyonu ve RTU/PLC ile frekans ve gerilim regülasyonunun gerçeklenmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (Yüksek Lisans Tezi), Ankara.
11. Öner, M. A. 2022. Endüstriyel iklimlendirme sistemlerinde enerji tüketiminin PLC ve SCADA tabanlı izlenmesi ve optimizasyonu, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bilişim Sistemleri Anabilim Dalı (Yüksek Lisans Tezi), Kocaeli.
12. Öner, M. A., & Solak, S. 2020. PLC Tabanlı Uygulamalar: Mill Makinelerinde Oluşacak İş Kazalarının PLC Kullanılarak Önlenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi(20), 101-110. https://doi.org/10.31590/ejosat.754688
13. Türk Biyokimya Derneği 2017 Tıbbi Laboratuvarda Santrifüj Kullanım Kılavuzu, (2017) Türk Biyokimya Derneği Preanalitik Evre Çalışma Grubu, Ankara.
14. URL-1, 2023. Santrifüj Nedir, https://www.makaleler.com/santrifuj-nedir-ozellikleri-cesitleri [Erişim Tarihi: 10 Nisan 2025].
15. URL-2, 2022. El Santrifüjü, https://www.labcihazlari.com/urun/hettich-el-santrifuju [Erişim Tarihi: 10 Nisan 2025].
16. URL-3, 2011. Santrifüj Cihazı. https://www.labor.com.tr/kategori/santrifuj-cihazi [Erişim Tarihi: 10 Nisan 2025].
17. URL-4, 2020. LS Electric. MASTER-K Series - K120S, https://www.ls-electric.com/products/view/Smart_Automation_Solution/PLC/MASTER-K_Series/K120S [Erişim Tarihi: 10 Nisan 2025].
18. URL-5, 2020. LS Electric XGT Panel-XP10. https://www.ls-electric.com/products/view/Smart_Automation_Solution/HMI/XGT_Panel/XP10 [Erişim Tarihi: 10 Nisan 2025].
19. Ünsal, M. E. 2024. Yeraltı maden tesisleri için PLC ve SCADA tabanlı otomasyon sistemi tasarımı, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (Yüksek Lisans Tezi), Balıkesir.
20. Vanlı, M. F. 2024. Eti Maden Bigadiç Bor İşletme Müdürlüğünde bulunan 7 tesise ait enerji izleme otomasyonu sisteminin Plc ve Scada ile tasarımı, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (Yüksek Lisans Tezi), Balıkesir.