PLC Tabanlı Uygulamalar: Mill Makinelerinde Oluşacak İş Kazalarının PLC Kullanılarak Önlenmesi

Öz

Günümüzde otomasyon sistemlerinin kullanımı giderek artmakta ve bu otomasyon sistemlerinin temelini genellikle Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC) tabanlı uygulamalar oluşturmaktadır. PLC, pek çok gelişmiş makine ve cihazın bulunduğu endüstride otomasyon amaçlı kullanılmaktadır. Endüstriyel otomasyon sistemlerinde PLC ile beraber kullanılan, merkezi denetim ve veri toplama (Supervisory Control and Data Acquisition SCADA), insan makine arayüzü (Human- Machine Interface HMI) sistemleri, insan hatalarını ve müdahalesini en aza indirgeyerek güvenli, kaliteli ve hızlı üretim yapmasını sağlamaktadır. Endüstriler de kullanılan bu sistemler sayesinde, geliştirilen otomasyon yazılımları 7/24 çalışarak yüksek kalite ve düşük maliyetli seri üretime olanak tanımaktadır. Büyük işletmeler insan gücünü ve hatasını en aza indirmek, iş kazalarını önlemek, maliyeti düşürmek, kaliteli ve hızlı üretim yapmak amacıyla otomasyon sistemleri kullanmayı tercih etmektedirler. PLC’ler özellikle gıda, kimya lastik, otomotiv sektörlerinde ambalajlama paketleme sistemlerinde, çimento fabrikalarında, havalandırma ve soğutma tesislerinde, tekstil fabrikalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Endüstrilerde yaygın olarak kullanılan bu sistemler, basit programlama yapısı, kurulum, kullanım ve montaj kolaylığı, zor çalışma ortamlarında dayanıklı bir şekilde çalışması, fazla arıza çıkarmaması, az bakım istemesi ve enerji tüketimlerinin düşük olması sebebiyle tercih edilmektedirler. Makale çalışmasında, PLC tabanlı otomasyon sistemleri incelenerek uygulandığı alanlar ele alınmıştır. Ayrıca kamyon lastik üretim fabrikasında yer alan Mill makinalarının çalışması PLC ve HMI kullanılarak güvenli hale getiren örnek bir çalışma sunulmaktadır. Bu makinelere, güvenliği otomatik olarak sağlamak amacıyla giriş ve çıkış kartları eklenmiştir. Gerçekleştirilen bu çalışma sonucunda üretimin hızlı ve kaliteli yapılarak çalışanların iş kazasına uğrama riskinin azaltılması sağlanmıştır. Bunun yanı sıra geliştirilen HMI arayüz sayesinde ek bir bakımcı personele ihtiyaç duymadan makinalardaki arızanın ve güvenlik durumlarının kontrol ve takibi gerçekleştirilebilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• PLC,HMI,SCADA,İş güvenliği,Otomasyon

PLC Based Applications: Prevention of Work Accidents to Occur on Mill Machines Using PLC

Abstract

In recent years, the use of automation systems has been increasing, and the basis of these automation systems is generally Programmable Logic Controller (PLC) based application. PLC is used for automation in the industry where there are many advanced machines and devices. In industrial automation systems, it is also used Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA), Human - Machine Interface (HMI) systems to ensure safe, quality, and fast production by minimizing human errors and intervention. Because of these systems used in the industries, the automation software developed enables 24/7 production with high quality and low cost. Large-scale companies prefer to use automation systems in order to minimize worker labor and error, prevent work accidents, reduce costs, and make high quality and fast production. PLCs are widely used in packaging systems, especially in the food, chemical, tire, automotive industries, as well as in cement plants, ventilation and cooling facilities, and textile factories. These systems, which are widely used in industries, are preferred due to simple programming structure, ease of setup, use and assembly, durable operation in difficult working environments, low failure, low maintenance cost, and low energy consumption. This article presents the usage and application areas of PLC based automation systems. In addition, a case study is presented that Mill machines, commonly found in truck tire manufacturing factories, are secured using PLC and HMI. Input and output cards have been added to these machines to provide security automatically. As a result of the case study, the production is made faster and with higher quality, and employees are provided with a safer environment. In addition, thanks to the developed HMI interface, Mill machines are able to control and monitor malfunctions and safety situations without the need for additional maintenance personnel.

Keywords

• PLC,HMI,SCADA,Safety,Automation systems

Kaynakça

1. Altın, E. (2011). TIA portal ile simatic S7-1200 PLC programlama, PLC merkezi, İstanbul, www.plcmerkezi.com
2. Anas, A. M., Durdu, A., & Terzioğlu, H. (2019). Kavşak Trafik Sinyalizasyon Kontrolü için Bulanık Mantık Yöntemi ile Gerçek Zamanlı Sistemin Tasarımı ve Uygulaması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 490-497.
3. Anonim, (2020a). https://automationforum.co/working-principle-limit-switch/ Ziyaret Tarihi: 20.05.2020
4. Anonim, (2020b). https://www.sick.com/tr/tr/c/products#g191551/ Ziyaret Tarihi: 20.05.2020
5. Aydoğdu, Ö., & Çatkafa, (2019). A. bir hidrolik derin çekme pres makinesinin PLC tabanlı bulanık mantık kontrolü ve endüstri 4.0 uygulaması. Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7(3), 573-584.
6. Bolton, W. (2015). Programmable logic controllers. Newnes.
7. Çetin, R. (2004). S7-200’PLC’lerle Otomasyon, Doğusum Matbaacılık ve Tic. Ltd. Sti., Ankara, Türkiye, 11-431.
8. Eminoğlu Y. (2013). PLC Programlama ve S7 1200. Birsen Yayınevi, İstanbul.

9. Eminoğlu, Y. (2014). PLC programlama ve S7-300/400. Birsen Yayınevi, İstanbul.
10. Erdinç, F. (2019). Siemens S7-1200 ile PLC Programlama & Otomasyon Deniz Ofset Matbaacılık 4.Baskı 2019 Zeytinburnu/İstanbul
11. Hız, O. (2019). Cisimleri renklerine göre seçen PLC kontrollü robot kol tasarımı ve uygulaması (Master's thesis, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü).
12. Kafalı, A. (2019). PLC ve SCADA tabanlı sıvı boya dozajlama sisteminin gerçekleştirilmesi ve performansının incelenmesi Yüksek Lisan Tezi, T.C. Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
13. Kaloyan, (2018). https://cyberx-labs.com/glossary/plc-programmable-logic-controller/. Erişim Tarihi:15.05.2020
14. Karayel, M. (2013). Mikrotip hidroelektrik santraller için PLC tabanlı SCADA system otomasyonu ve RTU/PLC ile frekans ve gerilim regülasyonunun gerçekleştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara
15. Kiangala, K. S., & Wang, Z. (2019). An Industry 4.0 approach to develop auto parameter configuration of a bottling process in a small to medium scale industry using PLC and SCADA. Procedia Manufacturing, 35, 725-730.
16. Kıvılcım, B. (2019). Omurilik Felçli Bireyler İçin SCADA Sistemi ve Güneş Paneli İle Desteklenmiş Akıllı Ev Model Uygulaması (Master's thesis, Fen Bilimleri Enstitüsü).
17. Kurtulan, S. (2008). PLC ile Endüstriyel Otomasyon, Birsen Yayınevi, İstanbul, Türkiye.
18. MEGEB, (2011). Elektrik- elektronik teknolojisi temel PLC sistemleri, Millî Eğitim Bakanlığı, Ankara, 5-16
19. Nazım, İ. M. A. L. (2020). Su Şebeke Otomasyon Sistemi ve Uygulaması, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 7(100. Yıl Özel Sayı), 353-362
20. Nguyen, T. (2020). PLC Controlling Program of an Elevator. Bachelor’s Thesis Valkeakoski, Electrical and Automation Engineering, Häme University of Applied Sciences (HAMK).
21. Özer, A. (2016). Endüstrı̇yel sı̇stemlerde plc ve scada uygulamasi,Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
22. Picorone, A. A., de Oliveira, T. R., Sampaio-Neto, R., Khosravy, M., & Ribeiro, M. V. (2020). Channel characterization of low voltage electric power distribution networks for PLC applications based on measurement campaign. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 116, 105554.
23. Salihoğlu, R. (2012) Açık Kaynak Kütüphane Otomasyon Sistemlerinin Akademik Kütüphanelerde Kullanımı, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Sosyal bilimler Enstitüsü, Bilgi ve Belge Yönetimi Ana Bilim Dalı, Anakara.
24. Schäfer, M., Moll, P., Brocke, L., Coutandin, S., & Fleischer, J. (2019). Model for Web-Application based Configuration of Modular Production Plants with automated PLC Line Control Code Generation. Procedia CIRP, 83, 292-297.
25. Su, H., Luo, Z. A., Feng, Y. Y., & Liu, Z. S. (2019). Application of Siemens PLC in Thermal Simulator Control System. Procedia Manufacturing, 37, 38-45.
26. Şengül, Ö., Öztürk, S., & Kuncan, M. (2020). Color Based Object Separation in Conveyor Belt Using PLC. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (18), 401-412.
27. Thompson, S. (1996). Haskell: The Craft of Functional Programming https://www.cs.kent.ac.uk/people/staff/sjt/Haskell_craft/ Ziyaret Tarihi: 20.05.2020
28. Tosun, M. F., Gençkal, A. A., & Şenol, R. (2019). Modern Kontrol Yöntemleri ile Bulanık Mantık Temelli Oda Sıcaklık Kontrolü. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 23(3), 992-999.
29. Waugh, A. (2020) https://library.automationdirect.com/what-is-a-limit-switch/, Ziyaret Tarihi: 20.05.2020.