Matlab Simulink Kullanılarak Kimyasal Parametrelerin Gerçek Zamanlı Kontrolü için Bir Altyapı

Year 2019, Volume: 31 Issue: 1, 195 - 202, 15.03.2019

Abdurrahman Özbeyaz

Abstract

Kimyasal süreçlerde çözelti içerisindeki bazı parametrelerin kontrolünün sağlanması ile birlikte çözeltinin istenen çıkış değerine yaklaşması beklenir. Bu parametrelerin değerlerini bir kimyasal reaksiyon sürecinde kontrol altında tutmak için kontrol algoritmaları kullanılır. Bu çalışmada, kimyasal işlemlerde kullanılan parametrelerin kontrolünü sağlayabilecek bir sistemin donanım ve yazılım alt yapısı geliştirilmiştir. ATmega 328 aracılığı ile sensörlerden okunan değerler Visual Studio.Net C#’ta geliştirilen program ara yüzüne seri iletişim ile aktarılmış ve böylece sistemin çalışabilirliği kontrol edilmiştir. Seri porttan gönderilen değerlerin istenen seviyenin alt ya da üstünde olmasına göre peristaltik pompa otomatik bir şekilde devreye alınmış ya da devre dışı bırakılmıştır. Ayrıca Matlab Simulink ortamında PID ile parametre kontrolünü sağlayacak örnek bir uygulama geliştirilmiştir. Çalışma kapsamında geliştirilen donanımda seri iletişim için MAX232 entegresi, ATmega 328 entegresi, BD651 model transistör, 7805 marka voltaj regülatörü, DIY MORE marka pH sensörü, DC 12V 5000 RPM marka peristaltik pompa, 10 ve 1’er Farad’lık kondansatörler kullanılmıştır. Çalışmada ortaya konan altyapıda ileri kontrol algoritmaları denenerek geliştirilecek ve böylece sistemin durum tepkileri ve davranışları daha kararlı bir şekilde izlenebilecektir. Sonuç olarak, bu çalışmada kimyasal süreçlerde çözelti içerisindeki parametreleri kontrol altında tutabilecek bir sistem, donanım ve yazılım altyapıları ile birlikte geliştirilmiştir. Önerilen sistem bu alanda çalışan araştırmacılara maliyeti düşük alternatif bir kontrol sisteminin altyapısını sunmaktadır.

Keywords

Kimyasal İşlemler, Kontrol, Matlab/Simulink, ATmega 328, Visual Studio.Net

References

• Altınten, A., Demirci, Y., Pekel, L. C., & Alpbaz, M. (2016a). Elektrokoagülasyon Reaktöründe Bulanık Kontrol Metodu İle Ph, İletkenlik Ve Sıcaklığın Eş Zamanlı Kontrolü. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(4), 987–996.
• Aparna, V. (2014b). Development of Automated pH Monitoring & Control System Through USB Data Acquisition. In 2014 6th IEEE Power India International Conference (PIICON) (pp. 1–6).
• Cancelier, A., Claumann, C. A., Bolzan, A., & Machado, R. A. F. (2016c). Predictive control of a batch polymerization system using a feedforward neural network with online adaptation by genetic algorithm. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 33(1), 177–190.
• Demirci, Y., Pekel, L. C., & Alpbaz, M. (2015d). Investigation of Different Electrode Connections in Electrocoagulation of Textile Wastewater Treatment. International Journal of Electrochemical Science, 10, 2685–2693.
• Dibble, W. E., & Tiller, W. A. (1999e). Electronic Device-Mediated pH Changes in Water. Journal of Scientific Exploration, 13(2), 155–176.
• Fatani, A., Kanawi, A., Alshami, H., Bensenouci, A., Brahimi, T., & Bensenouci, M.-A. (2018f). Dual pH level monitoring and control using IoT application. In 2018 15th Learning and Technology Conference (L&T) (pp. 167–170).
• Maciel, P. S. P., Da Silva, S. B., De Medeiros, G. F. B., & Rodrigues, T. V. (2013g). Innovative pH control for water: Reusing rainwater. In 2013 IEEE Global Humanitarian Technology Conference (GHTC) (pp. 288–293).
• Saaid, M. F., Sanuddin, A., Megat, A., & Yassin, M. S. A. I. M. (2015h). Automated pH Controller System for Hydroponic Cultivation. In Computer Applications & Industrial Electronics (ISCAIE) (pp. 186–190).
• Vimal, P. V, & Shivaprakasha, K. S. (2017i). IOT based greenhouse environment monitoring and controlling system using Arduino platform. In 2017 International Conference on Intelligent Computing, Instrumentation and Control Technologies (ICICICT) (pp. 1514–1519).