PLC ile Ağırlık ve Sıcaklık Kontrollü Fırın Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi

Abstract

Gün geçtikçe enerjinin daha verimli kullanılması amacıyla yüksek enerji verimliliğine sahip ve kullanım kolaylığı sağlayan fırınlar üzerindeki çalışmalar artmaktadır. Günümüzde, elektrikli fırınlarda kontrol yöntemleri geliştirilmekte ve kontrolü sağlamak için kullanılan veriler artmaktadır. Bu çalışmada; elektrikli fırınlarda enerji tüketimi, pişirme süresi, pişirme programları ve pişirme kalitesi gibi özellikleri etkileyen unsurların belirlenmesi amacıyla çeşitli makaleler ve patentler incelenmiştir. Bu konuya mühendislik bakış açısı ile yaklaşarak ve pişirilecek olan ürünün ağırlığını dikkate alarak sıcaklık kontrolü yapılabilen ve pişirme süresi ayarlanabilen PLC kontrollü, dokunmatik ekranlı elektrikli fırın tasarlanmıştır. Kullanıcı sıcaklık kontrolünü, pişirme süresini ve pişirme programını dokunmatik ekran ile ayarlayabilmektedir. Kullanıcı dokunmatik ekran üzerinden pişme sürecini grafiksel olarak takip edebilmekte ve aynı grafikteki verileri de kayıt altına alabilmektedir. Bu çalışmada, ekmek hamurunun pişme sürecindeki ağırlığının sıcaklığa göre değişimi incelenmiştir. Aynı ekmek hamurunun farklı gramajları benzer sıcaklıklarda pişirilmiş, pişme süreleri ve ağırlık değişimleri arasındaki farklar karşılaştırılmıştır. Pişirilen hamurun ağırlığı arttıkça, piştikten sonraki gramaj kaybının da arttığı gözlenmiştir.

Keywords

• PLC
• Akıllı Fırın
• Pişirme Programı
• Pişirme Süresi
• Ağırlık Kaybı

Weight and Temperature Controlled Oven Design and Implementation with PLC

Abstract

Day by day, studies on electric ovens with high energy efficiency and ease of use are increasing in order to use energy more efficiently. Nowadays, control methods are being developed in electric ovens and the data used to control them are increasing. In this study; Various articles and patents have been examined in order to determine the factors affecting properties such as energy consumption, cooking time, cooking programs and cooking quality in electric ovens. Approaching this subject with an engineering perspective and taking into account the weight of the product to be cooked, a PLC controlled, touch screen electric oven has been designed, which can be temperature controlled and the cooking time can be adjusted. The user can adjust the temperature control, cooking time and cooking program with the touch screen. The user can follow the cooking process graphically on the touch screen and record the data in the same graphic. In this study, the change in the weight of bread dough in the baking process according to the temperature was examined. Different weights of the same bread dough were baked at similar temperatures, and the differences between baking times and weight changes were compared. It was observed that as the weight of the cooked dough increased, the weight loss after cooking also increased.

Keywords

• PLC
• Intelligent Oven
• Cooking Program
• Cooking Time
• Weight Loss

References

1. E. Purlis and V. Salvadori, "Bread baking as a moving boundary problem. Part 1: Mathematical modelling," (in eng), Journal of food engineering., vol. 91, no. 3, pp. 428-433, 2009/04// 2009, doi: 10.1016/j.jfoodeng.2008.09.037.
2. K. J. Astrom and T. Hagglund, "Advanced PID Control," Instrument Society of America, Research Triangle Park, North Carolina/USA., 1995.
3. M. Kantaş, "Ev tipi elektrikli fırınların performansının sayısal ve deneysel incelenmesi," 2007.
4. H. Yılmaz and M. Sarıtaş, "Ekmek Üretim Hattında PLC Cihazının Kullanılması."
5. C. Edwards and S. K. Spurgeon, "Application of Sliding Modes to the Control of Industrial Furnaces. ," Industrial Electronics, Control and Instrumentation, 1994., IECON '94., 20th International Conference, Bologna., 1994.
6. E. Mankan, "Hamurun fiziksel özelliklerinin çavdar ekmeğinin kalitesi üzerine etkisi," İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008.
7. M. A. Yersel, "PID Yönteminin PLC'de Yazılarak Gerçeklenmesi: Çift cidarlı reaktör tank sıcaklık kontrolü örneği," 2007.
8. M. A. S. Usalan, "Bir endüstriyel fırın otomasyonu / Automation of an industrial furnace," Fen Bilimleri Enstitüsü, Gazi Üniversitesi, 2015.

9. A. Özer, "Endüstriyel sistemlerde plc ve scada uygulaması," 2016.
10. B. Shaughnessy and M. J. A. T. E. Newborough, "Energy performance of a low-emissivity electrically heated oven," vol. 20, no. 9, pp. 813-830, 2000.
11. A. Bozgeyik, "Elektrikli Fırınların Enerji Tüketimini Azaltmaya Yönelik Yöntemlerin Deneysel Olarak Etkisinin Araştırılması," Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006.
12. R. Çetin, S7-200 Plc'lerle Otomasyon Temel Seviye. Ankara, Türkiye., 2010.
13. H. Bayazıt, Uygulamalı Plc programlama ve Operatör Panel Konfigürasyonu. İstanbul, Türkiye.: Dora Yayınevi, 2012.
14. M. Yağımlı and F. Akar, Programlanabilir Lojik Denetleyiciler. İstanbul, Türkiye.: Beta Yayınevi, 2008.
15. B. İ. TOKMAK. "Sıcaklık Ölçüm Enstrümanı Termodirenç Pt100 ve Endüstride Kullanımı." https://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/scaklk-olcum-enstruman-termodirenc-pt100-ve-endustride-kullanm/8506#ad-image-0 (accessed 17.12.2020, 2020).
16. A. W. WIKA. "Callendar-Van Dusen equations for the calibration of platinum resistance thermometers." https://www.wikapolska.pl/upload/DS_IN0029_en_co_59667.pdf (accessed 17.12.2020, 2014).