Designing the energy monitoring automation with PLC and Scada of 7 facilities in Eti Maden Bigadic Boron Operations Directorate

Abstract

In this study is a solution to the problems of following up the energy consumption data of 7 production facilities in remote locations in Eti Maden Bigadiç Boron Operations Directorate with manual methods, processing erroneous data due to incorrect readings, not being able to follow up the values before the penal cases encountered, and the energy managers in different departments being far from the energy centers. Energy management systems in industrial facilities around the world are modeled with data analysis software such as IBM-SPSS or PLS-SEM with methods similar to this study and can be managed from a single center. The method applied in this study is to transfer the data collected in a SCADA system to the PLC (Programmable Logic Controller) unit and follow up in this system. Data were collected in a central SCADA system using the MODBUS RS485 communication protocol by means of energy analyzers. In the next step, the information in the energy analyzer is transferred to the PLC (Programmable Logic Controller) unit. Thanks to the system, detailed graphics were made for the active power drawn by the facilities from the grid, and active power analysis was provided. Thus, the electrical energy data of the facilities that are far from each other and difficult to access in terms of location have been collected in a single center and energy processes have been made manageable. After the application, the problems caused by manual readings were eliminated, the critical data of the consumed electrical energy was made controllable from a single center and energy managers in different locations were able to access the energy monitoring system easily.

Keywords

• energy monitoring
• energy efficiency
• scada
• modbus

Eti Maden Bigadiç Bor İşletme Müdürlüğünde bulunan 7 tesise ait enerji izleme otomasyonu sisteminin Plc ve Scada ile tasarımı

Abstract

Bu çalışma Eti Maden Bigadiç Bor İşletme Müdürlüğünde bulunan birbirinden uzak konumlardaki 7 üretim tesisine ait enerji tüketim verilerinin takibinin manuel yöntemlerle yapılması, yanlış okumalardan kaynaklı hatalı verilerin işlenmesi ve karşılaşılan cezai durumların öncesindeki değerlerin takibinin yapılamaması ve farklı birimlerdeki enerji yöneticilerinin enerji merkezlerine uzak olmaları problemlerine bir çözüm üretmek amacıyla yapılmıştır. Dünyada endüstriyel tesislerde enerji yönetim sistemleri bu çalışmaya benzer metotlarla IBM-SPSS veya PLS-SEM gibi veri analiz yazılımları ile modellenmekte ve tek bir merkezden yönetilebilmektedir. Bu çalışmada uygulanan yöntem ise bir SCADA sisteminde toplanan verilerin PLC (Programmable Logic Controller) ünitesine aktarılması ve bu sistemde takibinin yapılması şeklindedir. Veriler enerji analizörleri vasıtasıyla MODBUS RS485 haberleşme protokolü kullanılarak merkezi bir SCADA sisteminde toplanmıştır. Bir sonraki aşamada enerji analizöründeki bilgiler PLC (Programmable Logic Controller) ünitesine aktarılmıştır. Sistem sayesinde tesislerin şebekeden çektiği aktif güç için detaylı grafikler oluşturularak aktif güç analizinin yapılması sağlanmıştır. Böylelikle konum olarak birbirinden uzak ve ulaşımı zor tesislerin elektrik enerjisi verileri tek bir merkezde toplanmış ve enerji süreçleri yönetilebilir hale getirilmiştir. Uygulama sonrası manuel okumalardan kaynaklı sorunlar ortadan kalkmış, tüketilen elektrik enerjisine ait kritik veriler tek merkezden kontrol edilebilir hale getirilmiş ve farklı konumlardaki enerji yöneticilerinin enerji izleme sistemine kolay bir şekilde erişebilmesi sağlanmıştır.

Keywords

• enerji izleme
• enerji verimliliği
• scada
• modbus

References

1. Kayar, E., Niyazi, İ.L. ve Carlak, H., Türkiye elektrik enerjisi görünümü ve -yenilenebilir enerjinin global ölçekte mevcut konumu, EMO Bilimsel Dergi, 11(Özel Sayı), 70-83, (2021).
2. Güllü, M., Kartal, Z., Türkiye’nin yenilenebilir enerji kaynaklarının 2030 yılına kadar tahmini, 19 Mayıs Sosyal Bilimler Dergisi, 2, 288-313, (2021).
3. Kavak, K., Dünyada ve Türkiye’de enerji verimliliği ve Türk sanayiinde enerji verimliliğinin incelenmesi, Uzmanlık Tezi, Devlet Planlama Teşkilatı, Ankara, (2005).
4. https://enerji.gov.tr//Media/Dizin/EVCED/tr/EnerjiVerimlili%C4%9Fi/OVDegerlen dirme/Belgeler/EYogunluklari/2020.pdf (10 Nisan 2022).
5. Siddique, M. N. I., vd., Energy management practices, barriers, and drivers in Bangladesh: An exploratory insight from pulp and paper industry, Energy for Sustainable Development, 70, 115-132, (2022).
6. Songur, M., Dabanlı, A., Yılmazel, B., ve Kürkçüoğlu, M.A.Ş., Su dağıtım şebekelerindeki fiziki kayıpların önlenmesinde SCADA’nın önemi: ASKİ örneği, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 21, 6, 1424-1433, (2021).
7. Aurilio, G., Gallo, D., Landi, C., Luiso, M., Graditi, G., A low cost smart meter network for a smart utility, In 2014 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC) Proceedings, 380-385, Montevideo , (2014).
8. Ataç, S., Tek çift Ethernet, International Aegean Symposiums, 89-101, İzmir, (2021).

9. Akkaya, Ş., FPGA tabanlı modbus ağ geçidi tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, (2005).
10. Temiz, A., Kahraman, Ö., Şahin, C., ve Nadar, A., Akıllı Şebekeler İçin Haberleşme Çözümü, Tübitak Mam Enstitüsü, Ankara, (2013).
11. https://www.entes.com.tr/uploads/files/TR-A3917-MPR53_53S-Rev.6.pdf (14 Mayıs 2022).
12. Bentarzı, H., Tsebia, M., ve Abdelmoumene, A., PMU based SCADA enhancement in smart power grid, In 2018 IEEE 12th International Conference on Compatibility, Power Electronics and Power Engineering, 1-6, Doha, (2018).
13. İşbilen, F., ve Konar, M., Uçak sistemlerinin SCADA ile modellenmesi, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 338-346, 18, (2020).
14. Daneels, A., ve Salter, W., What is SCADA, International Conference on Accelerator and Large Experimental Physics Control Systems, Trieste, (1999).
15. https://www.fultek.com.tr/programlar/scada/, (10 Haziran 2022).
16. Karayel, M., Mikrotip hidroelektrik santraller için PLC tabanlı SCADA sistem otomasyonu ve RTU/PLC ile frekans ve gerilim regülasyonunun gerçekleştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara, (2013).
17. Özlük, F., Endüstriyel bir süreçte scada uygulaması ve verilerin değerlendirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ, (2010).