Kudret DEMİR
YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRİK EĞİTİMİ
GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
OCAK 2010 ANKARA
adlı bu tezin Yüksek Lisans tezi olarak uygun olduğunu onaylarım.
Prof.Dr.İsmail COŞKUN ……….
Tez Danışmanı, Elektrik Eğitimi
Bu çalışma, jürimiz tarafından oy birliği ile Elektrik Eğitimi Anabilim Dalında Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiştir.
Prof.Dr.İsmail COŞKUN ……….
Elektrik Eğitimi A.B.D Gazi Üniversitesi
Doç.Dr.Zafer TEKİNER ……….
Makine Eğitimi A.B.D Gazi Üniversitesi
Yrd.Doç.Dr.Ercan Nurcan YILMAZ ………..………
Elektrik Eğitimi A.B.D Gazi Üniversitesi
12 / 03 /2010
Bu tez ile G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu Yüksek Lisans derecesini onamıştır.
Prof. Dr. Bilal TOKLU ……….
Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü
Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.
Kudret DEMİR
PLC İLE KONTROL EDİLEN ENDÜSTRİYEL BİR SİSTEMİN CEP TELEFONU İLE UZAKTAN KONTROLÜ
(Yüksek Lisans Tezi)
Kudret DEMİR
GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
Ocak 2010
ÖZET
Endüstriyel sistemlerde analog işlemlerin (hız, basınç, sıcaklık, vb.) kontrolü oldukça önemlidir. Bu işlemlerdeki herhangi bir arıza büyük maddi kayıplara yol açabilmektedir. Analog işlemlerin işyerinden uzakta kontrol edilebilmesi çalışmanın temel amacıdır. Farklı uzaktan kontrol metotlarının (cep telefonu, bilgisayar, RF) bir arada çalışması sistemi diğer çalışmalardan ayırmaktadır.
Bu çalışmada endüstriyel sistemlerin otomasyonunda sıkça kullanılan PLC (Programable Logic Control) cihazının kontrolü, sabit veya cep telefonu hattına bağlı olan bir DTMF (Dual Tone Multi Frequency) kod çözücü yardımıyla cep telefonu üzerinden sağlanmıştır. DTMF kod çözücüden alınan sinyaller PIC16F628A mikrodenetleyicisi tarafından işlenerek PLC’ye data girişi olarak gönderilmiştir. PLC cihazı Plastik Enjeksiyon Makinası’nın kontrolünü kendi çıkışına bağlı bir RF (Radio Frequency) verici modülle sağlamaktadır. Bu sayede makinenin yanında bulunan RF alıcı üzerinden sistemin kontrolü sağlanmıştır. Enjeksiyon ısısı K tipi bir termokupl vasıtasıyla PLC’ nin analog girişine kablo yardımıyla aktarılmıştır. PLC cihazının kullanıcının yakınında kalması, bu PLC’ nin internet üzerinden kontrolünü kolaylaştırmıştır. Uzaktan masaüstü izleme programı olan TeamViewer programı sayesinde, PLC’ nin anlık durumları internet üzerinden de takip edilmiştir. Böylece herhangi bir
GSM (Global System for Mobile Communications) modülü veya operatör paneli kullanılmadan daha ucuz ve pratik uzaktan kontrol sağlanmıştır. Çalışmanın sonunda rezistansların sıcaklık kontrolü, soğutma suyu sistemine ait üç fazlı asenkron motorun hız kontrolü ve pnömatik motorlara ait valflerin basınç kontrolü, cep telefonu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. IP kamera ve cep telefonu ekranından sistemin anlık durumu izlenmiştir.
Bilim Kodu : 912.1.080
Anahtar Kelimeler : DTMF, Pic, RF, cep telefonu, PLC, plastik enjeksiyon Sayfa Adedi : 115
Tez Yöneticisi : Prof.Dr.İsmail COŞKUN
THE REMOTE CONTROL BY USING MOBILE PHONE OF AN INDUSTRIAL SYSTEM WHICH IS CONTROLLED PLC
(M.Sc. Thesis)
Kudret DEMİR
GAZİ UNIVERSITY
INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY January 2010
ABSTRACT
The controlling of analogue processes in industrial systems such as (speed, pressure, heat, et cetera) is extremely important. Any malfunction in these processes is likely to cause great material losses. The basic aim of this study is realising the remote control of analogue processes away from the business place.
The main distinguishing feature of this study is that, it uses various remote control methods (mobile phone, computer, RF) at the same time. In this study the control of PLC (Programable Logic Control) device which is commonly used in the automation of industrial systems is realised by a DTMF (Dual Tone Multi Frequency) decoder connected to a desk phone or mobile phone. Signals received from DTMF decoder has been processed by PIC16f628A microprocessor and sent to PLC device as data. Plc device controls the plastic injection machine by a RF (Radio Frequency) transmitter module connected to its output jack. Thus the control of the system is executed by the receiver on the machine. The heat of injection is transferred to the analogue entrance of the PLC by a cable via a K-type thermocouple. The close position of PLC device to the user makes the controlling of the PLC, which is connected to the computer, easier. Using a desktop monitoring programme called teamviewer, the momentary conditions of the PLC device is checked through internet. So that
without using a GSM (Global System for Mobile Communications) module or an operator panel, cheaper and more practical remote control is succeeded. At the last part of the study, the heat control of the resistances, the speed control of the three phased asynchronous engine which belongs to the cooling water system and the pressure control of the valves of air operated engines are realised by mobile phone. Momentary conditions of the system is monitored through an IP camera and mobile phone screen.
Science Code : 912.1.080
Key Words : DTMF, Pic, RF, mobile phone, PLC, plastic injection Page Number : 115
Adviser : Prof.Dr.İsmail COŞKUN
TEŞEKKÜR
Çalışmalarım boyunca beni yönlendiren hocam Prof.Dr.İsmail COŞKUN’ a, enjeksiyon makinesindeki uygulamalarımda yol gösteren değerli hocam Doç.Dr.
Zafer TEKİNER’ e, işletmesini açarak enjeksiyon makineleri konusunda bilgisinden faydalandığım ARE PLASTİK A.Ş Müdürü sayın Recep KOL beyefendiye, tecrübelerinden yararlandığım başta Sadi ŞAN ve Gökalp AFŞAR olmak üzere tüm mesai arkadaşlarıma ve çalışmalarım boyunca beni sabırla destekleyen değerli aileme ve eşime sonsuz teşekkürlerimi sunarım.
İÇİNDEKİLER
Sayfa
ÖZET ... iv
ABSTRACT... vi
TEŞEKKÜR...viii
İÇİNDEKİLER ... ix
ÇİZELGELERİN LİSTESİ... xii
ŞEKİLLERİN LİSTESİ ...xiii
RESİMLERİN LİSTESİ ... xv
SİMGELER VE KISALTMALAR... xvi
1. GİRİŞ ...1
2. CEP TELEFONU İLE UZAKTAN KONTROL ...8
2.1. Telefonun Çalışma Prensibi ... ...8
2.1.1. Telefon hattı ile konuşmanın sağlanması... ...9
2.1.2. Santraller ... ...10
2.2. DTMF Sinyallerinin Elde Edilişi ... ...10
2.3. Pic Mikrodenetleyicilerin Tanımı ... ...13
2.3.1. Mikrodenetleyicilerin sağladığı üstünlükler ...13
2.3.2. Mikrodenetleyici çeşitleri...14
2.3.3. Mikroişlemci ve mikrodenetleyici arasındaki farklar ... 14
2.3.4. Mikrodenetleyicilerde dikkat edilmesi gereken özellikler... 15
2.3.5. PIC16F628’in özellikleri... 15
2.3.6. PIC16F628A’nın tercih nedenleri... 17
2.3.7. PIC 16F877 ve özellikleri ... 18
2.3.8. PIC 16F877 portları ... 19
2.4. Sabit Telefon Hattına Bağlı Olarak Çalışan DTMF Kontrol Devresi... 20
Sayfa
2.4.1. CM8870 kod çözücü ile PIC16F628A’nın bağlantısı... 20
2.4.2. DTMF kontrol kartındaki PIC16F628A’nın programlanması ... 23
2.4.3. Programın PIC16F628A’ya yüklenmesi ... 26
2.4.4. Baskı devrenin hazırlanması ... 28
2.5. Cep Telefonu Hattına Bağlı Olarak Çalışan DTMF Kontrol Devresi... 30
3. PLASTİK ENJEKSİYON MAKİNESİNİN PLC İLE KONTROLÜ... 33
3.1. PLC’ nin Programlanması... 34
3.2. PLC İle Sıcaklık Kontrolü... 36
3.3. Plastik Enjeksiyon Makineleri ... 38
3.3.1. Enjeksiyon makinesinin tanımı... 38
3.3.2.Enjeksiyon makinesi üniteleri... 40
3.3.3. Enjeksiyon kalıplarında kullanılan plastikler ve özellikleri... 47
3.4. Termokupllar... 52
3.4.1. Bağlantı kafası... 54
4. PLC ... 55
4.1. I/O Giriş/Çıkış Birimi ... 58
4.2. Analog Giriş-Çıkış Birimi... 59
4.3. Merkezi İşlem Birimi ... 61
4.4. PLC’li Kumanda ile Röleli Kumanda Arasındaki Farklar... 62
5. RF İLE UZAKTAN KUMANDA ... 63
5.1. RF Haberleşme... 63
5.2. Rf Verici Devresi ... 64
5.3. Rf Alıcı Devresi ... 66
6. İNTERNET ÜZERİNDEN KONTROL ... 69
6.1. VNC Nedir? ... 69
6.2. TeamViewer Programının Kullanılması ... 70
Sayfa
7. ASENKRON MOTORUN CEP TELEFONU İLE HIZ KONTROLÜ... 73
7.1. Pnömatik Motorun Cep Telefonuyla Kontrolü………...75
8. SONUÇ VE ÖNERİLER ... 77
KAYNAKLAR ... 81
EKLER... 84
EK-1 Sabit hatlı DTMF kontrol kartındaki PIC16F628’in Pic Basic Pro yazılımı .. 85
EK-2 Plc programı (Cep telefonlu DTMF için)... 87
EK-3 Plc programı (Sabit hatlı DTMF için) ... 88
EK-4 RF verici devresine ait PIC16F877 Pic C yazılımı ... 89
EK-5 Alıcı devresine ait PIC16F877’nin Pic C programı ... 96
EK-6 Asenkron motorun hız kontrolüne ait PLC yazılımı (FBD diyagramı)... 106
EK-7 Termokupl ve transmitter bağlantısı... 109
EK-8 Enjeksiyon makinesi ve kumanda panosu... 111
EK-9 PLC giriş ve çıkış bağlantıları (DTMF devreleri) ... 113
EK-10 RF alıcı-verici devresinin PLC ve enjeksiyon makinesine bağlantısı ... 114
EK-11 Cep telefonuyla hız kontrolüne ait frekans invertör ve motor bağlantısı ... 115
ÖZGEÇMİŞ ... 116
ÇİZELGELERİN LİSTESİ
Çizelge Sayfa
Çizelge 2.1. Call Progress ton standartları...10
Çizelge 2.2. DTMF frekans çiftleri...11
Çizelge 2.3. DTMF sinyallerine karşı üretilen ikili değerler ...12
Çizelge 2.4. PIC16F628’in genel özellikleri...16
Çizelge 2.5. PIC16F628A entegresine ait bacakların görevleri...17
Çizelge 2.6. Devrenin malzeme listesi...29
Çizelge 3.1. Tuş takımının PLC’deki karşılığı ...35
Çizelge 3.2. PLC çıkışlarının görevleri...35
Çizelge 3.3. EM231 analog modülü switch ayarları...37
ŞEKİLLERİN LİSTESİ
Şekil Sayfa
Şekil 2.1. CM8870 kod çözücü entegresinin bacak bağlantıları...13
Şekil 2.2. PIC16F628A’in bacak yapısı...16
Şekil 2.3. PIC16F877’ nin uç diyagramı...18
Şekil 2.4. DTMF devresine ait isis simulasyonu ...22
Şekil 2.5. Sistemin çalışmasına ait akış diyagramı ...24
Şekil 2.6. MicroCode Studio programında hazırlanan yazılımın kaydedilmesi ...26
Şekil 2.7. DTMF.bas dosyasının hex koduna dönüştürülmesi...26
Şekil 2.8. Oluşturulan DTMF.hex dosyasının Winpic800’de açılması ...27
Şekil 2.9. Hex dosyasının PIC16F628A’ya yüklenmesi...27
Şekil 2.10. DTMF devresine ait baskı devrenin ares çizimi ...28
Şekil 2.11. Cep telefonlu DTMF devresinin ısıs simulasyonu...30
Şekil 2.12. Cep telefonlu DTMF kartına ait baskı devre çizimi ...31
Şekil 3.1. Termokuplün analog modüle bağlantısı...37
Şekil 3.2. Termokuplün uçlarındaki gerilim ...52
Şekil 3.3. Değişik tip termokupllara ait sıcaklık-gerilim değerleri...53
Şekil 3.4. Değişik tip termokuplların sıcaklık aralıkları ...54
Şekil 4.1. Giriş ve çıkış elemanlarının PLC ‘ye bağlanması...59
Şekil 4.2. EM232 analog çıkış modülünün bağlantısı...61
Şekil 4.3. PLC’ nin genel yapısı...61
Şekil 5.1. ATX-34 verici modülün Pic’ e bağlantısı...64
Şekil 5.2. Verici devresine ait pcb şeması ...65
Şekil Sayfa
Şekil 5.3. ARX-34 Alıcı modülün Pic’ e bağlantısı...66
Şekil 5.4. Alıcı devresine ait pcb şeması...67
Şekil 6.1. TeamViewer programına parola koyulması...70
Şekil 6.2. TeamViewer programının açılış ekranı ...71
Şekil 6.3. TeamViewer programının diğer bilgisayara bağlantısı...72
Şekil 6.4. PLC simülasyonunun TeamViewer yardımıyla görüntülenmesi...72
Şekil 7.1. Cep telefonuyla asenkron motorun hız kontrolüne ait sistem...75
Şekil 7.2 Pnömatik motorun PLC bağlantısı………..76
RESİMLERİN LİSTESİ
Resim Sayfa
Resim 1.1. PLC kontrollü plastik enjeksiyon makinesi’ nin telefonla kontrol sistemi..7
Resim 2.1. PIC16F628’in dış görünüşü ...16
Resim 2.2. USB pic programlayıcı ...23
Resim 2.3. DTMF kontrol kartına ait baskı devre ...28
Resim 2.4. DTMF kontrol kartının tamamlanmış hali...29
Resim 2.5. Plaketin tamamlanmış hali...31
Resim 2.6. Cep telefonu DTMF kartının tamamlanmış hali...32
Resim 3.1. Plastik enjeksiyon makinesi...38
Resim 3.2. Enjeksiyon makinesinde üretilen ürünler...39
Resim 3.3. Enjeksiyon ünitesi...41
Resim 3.4. Enjeksiyon ünitesinin elemanları...42
Resim 3.5. Bir enjeksiyon işleminin basamakları...42
Resim 3.6. Mengene ünitesi...44
Resim 3.7. Enjeksiyon kontrol ünitesi ...44
Resim 3.8. Ön, orta ve son ısıtıcılar...46
Resim 4.1. PLC cihazı...55
Resim 5.1. RF alıcı-verici devresinin tamamlanmış hali ...68
Resim 7.1. Çalışmada kullanılan Telemecanique marka frekans invertör...74
SİMGELER VE KISALTMALAR
Bu çalışmada kullanılmış bazı simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte aşağıda sunulmuştur.
Kısaltmalar Açıklama
PLC Programable logic control
GPS Global positioning system
RF Radio frequence
DA Doğru akım
DTMF Dual tone multi frequency
PPI Pixels per inch
GSM Global system mobile
DP Dial pulse
MF Multi frekans
PCM Darbe kod modülasyonu
CPT Call progress tones
CPU Central processing unit
LED Light emitting diode
PIC Pripheral interface controller
USB Universal serial bus
ARES Advanced routing and editing software
PC Perconel computer
BUS Veri yolu
PID Proportional integral derivative
RAM Random access memory
ROM Read only memory
EPROM Erasable program read only memory
LCD Liquid crystal display
Kısaltmalar Açıklama
CRT Cathode ray tube
GND Graund
UHF Ultra high frequency
PCB Poly chlorinated biphenyls
VNC Virtual network computing
RFB Remote frame buffer
ID Identity
DC Direct current
HF High frequency
1.GİRİŞ
Endüstriyel sistemlerde kullanılan PLC (Programable Logic Control) cihazlarının kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Doksanlı yılların sonlarında, ülkemizde henüz yeni ve pahalı denilebilecek olan PLC sistemleri, günümüzde; alternatif çeşitlerinin artmasıyla birlikte daha ucuz ve kullanılabilir hale gelmiştir. Otomasyon sistemlerinde, klasik kumanda tekniklerinin kullanımı hala geçerli olsa da bu sistemler; alt program oluşturma, kesme, analog veri işleme, uzaktan kontrol vb.
işlemlerde yetersiz kalmaktadırlar. Önceleri maliyet açısından tercih edilen bu sistemler, bakım maliyetleri de düşünüldüğünde cazibelerini yitirmektedirler. PLC sistemleri ise bir yazılıma sahip olduklarından farklı uygulamalar için değişik şekillerde kullanılabilme avantajına sahiptirler. Örneğin yeni bir makinenin kontrolü sistemin otomasyonunu sağlayan PLC cihazında bazı yazılım değişiklikleri yapılarak sağlanabilmektedir. Aynı işlem klasik bir kumanda sisteminde yapılmış olsaydı, önceki otomasyonun belki de tamamen değişmesi gerekecekti. Önceleri bilgisayar bilgisi olmayan otomasyoncuların çok fazla tercih edemedikleri bu sistemler, ithalatçı firmaların eğitim destekleriyle daha da tercih edilebilir hale gelmişlerdir.
Günümüzde cep telefonlarının kullanımı oldukça yaygındır. İnternete bağlanabilme, fotoğraf çekebilme, televizyon izleme, radyo dinleyebilme, kitap okuyabilme gibi birçok kullanım özelliği olan bu cihazların otomasyon sistemlerinde kullanılması fikri ise oldukça yenidir. İlk olarak evdeki cihazların cep telefonuyla uzaktan kontrolü düşünülmüş daha sonraları ise güvenlik sistemlerinde anında haber verici olarak kullanılmaya başlamıştır.
Ayrıca elektrik ve telefon hattının olmadığı yerlerde cep telefonlarına ulaşabilmek mümkündür. Uydu bağlantısıyla çalışan GPS sistemleri (Global Positioning System) daha elverişsiz şartlar için tasarlanmıştır. Bu avantajlarından ötürü cep telefonları veya ev telefonları bir röle sisteminin kontrol edilmesinde kullanılır hale gelmiştir.
Korkmaz, elektrikli ev aletlerini ve güvenlik sistemlerini cep telefonuyla kontrol ederekdaha çok ev otomasyonu ile ilgili uzaktan kumandaya yer vermiştir [1].
Ardam, telefonla uzaktan kontrolün işyeri için de kullanılabileceğini göstermiştir [2].
Bekiroğlu ve Daldal, bir ultrasonik motorun sürücü sistemini cep telefonu aracılığıyla kontrol etmişlerdir [3].
Emiroğlu, benzinli motorların RF (Radio Frequence) iletişimli uzaktan kumanda ile çalıştırılmasını ve kontrollerini sağlayan bir denetim sistemi gerçekleştirmiştir.
Güvenlik açısından motor çalıştırılmadan önce butonlar sayesinde, el freninin çekili ve vitesin boşta olup olmadığı kontrol edilmiştir. Bu uzaktan denetim sisteminin kontrolünde PIC16F84 entegresini kullanmıştır [4].
Sevinç, DA (Doğru Akım) motorun hızını mikro denetleyici kullanarak uzaktan denetimini gerçekleştirmiştir. Uzaktan denetim sisteminde RF iletişimi kullanmıştır.
Mikro denetleyici olarak diğerlerine nispeten daha ucuz olan PIC16F84 entegresini kullanmış, böylece maliyeti de düşürmüştür [5].
Kaplan, DA Motor devir yönünü ve devir sayısının kontrolünü sağlayan bir uzaktan kontrol sistemi tasarlamıştır [6].
Kahraman, iki adet (ana kart ve uzaktan kumanda devresinde) mikro denetleyici kullanarak uzaktan kumandalı, uyuma modlu ve programlanabilir bir klima denetimi geliştirmiştir. Uzaktan kumanda sisteminde, kızıl ötesi iletişim sistemi kullanmıştır [7].
Karakuş, PIC16F877 mikrodenetleyicisi kullanarak, RF tabanlı çalışan bir yazı tahtası silme sisteminin, uzaktan kontrolünü sağlamıştır [8].
Güğül, PIC16F877 mikrodenetleyicisi kullanarak, bir akıllı ev sistemi modellemesi yapmış, ev ışıklandırması bahçe sulaması ve garaj kapısının açılması gibi işlemleri DTMF sinyalleri yardımıyla kontrol etmiştir [9].
Koyuncu, DTMF sinyallerini işleyerek turbo basic yazılımı aracılığıyla, bilgisayar üzerinden araçların uzaktan kontrolünü gerçekleştirmiştir [10].
Yoon ve arkadaşları, DTMF sinyallerinin performans değerlendirmesi ve DTMF alıcısının analizi için hızlı fourier transform algoritması kullanarak, yeni bir metot gerçekleştirmiştir [11].
Kuruşçu, Siemens S7200 PLC yazılımını kullanarak bir asansörün kontrolünü gerçekleştirmiş ve böylece görsel bir asansör eğitim seti tasarlamıştır [12].
Bu çalışmalarda sistemin uzaktan kontrolünde cep telefonlarından alınan DTMF (Dual Tone Multi Frequency) sinyallerinin bir mikroişlemci vasıtasıyla değerlendirilerek alıcıların kontrolü sağlanmıştır. Diğer çalışmalarda ise cep telefonlarına oranla daha kısa mesafeli uzaktan kontrol sağlayan RF sinyalleriyle uzaktaki bir alıcının çalıştırılması sağlanmıştır.
Bu çalışma uzaktan kontrol sistemlerine cep telefonunun yanı sıra internet üzerinden de kontrol edilebilme olanağı tanıması açısından diğerlerinden avantajlı hale gelmiştir. Ayrıca cep telefonu ile PLC sistemlerini kontrol edebilme özelliği çalışmayı diğerlerinden ayıran önemli bir faktördür. PLC cihazının veri aktarımını RF üzerinden gerçekleştirmesi fikri ise yine çalışmayı diğerlerinden farklı kılmıştır.
Yapılan bu çalışmalarda uzaktan kontrolün gerçekleştirilmesine rağmen sistemin güvenilir olup olmadığı hakkında yorum yapmak oldukça zor olacaktır. Çünkü kullanıcının göremediği veya ulaşamadığı bir uzaktan kontrol uygulamasında her zaman bazı riskler mevcuttur. Örneğin çalışmasını istediğiniz bir motorun anlık durumu hakkında kesin bir bilgi sahibi değilseniz o motorun bağlı olduğu sistemin uzaktan kontrolünde tam anlamıyla bir güvenlikten bahsetmek zor olacaktır.
Kullanıcı uzaktan kontrol ettiği sistemin doğru çalıştığından emin olmak zorundadır.
Aksi halde sistemde, kullanıcı için telafisi mümkün olmayan çok büyük maddi zararlar meydana gelebilir.
Daldal (2003) şöyle demektedir [13].
“Her türlü sistemde olduğu gibi uzaktan denetim sistemlerinde de aranan temel özelliklerin başında süreklilik yer almaktadır. Uzaktan denetim sistemleri, denetim işlevini kesintisiz devam ettirmelidir. Bu durum sistemin bağımsız olması ile ilgilidir. Bir uzaktan denetim sisteminin dış etkenlere bağımlılığı azaltılırsa sistemin sürekliliği o kadar artırılmış olacaktır. Örneğin uzaktan denetim sisteminin besleme devresinin şebeke gerilimi ile beslenmesi durumunda sistem şebeke gerilimine
bağımlı hale getirilmiş olur. Şebeke geriliminde oluşabilecek kesinti, sistemi kullanılmaz hale getirecektir”.
Bu çalışmada ise, endüstride kullanılan Plastik Enjeksiyon Makinesi’nin kontrolü, PLC cihazı, telefon hattı, bilgisayar ve RF sinyalleri ile yapılmıştır. PLC cihazlarının bilgisayara bağlanabilme özelliğinden yararlanılarak sistemin anlık durumlarının izlenebilmesi amaçlanmış ve böylece sistemin güvenilirliği arttırılmaya çalışılmıştır.
Cep telefonuyla enjeksiyon makinesinin kontrolünü sağlarken, internet bağlantılı bir bilgisayar yardımıyla PLC cihazına bağlanılmış ve PLC simülasyonundan sistemin durumu hakkında bilgi alınması sağlanmıştır. Bilgisayar bağlantısı aynı zamanda sisteme internet üzerinden başka bir bilgisayar vasıtasıyla veri girişini de sağlamış olacaktır. Kullanıcı isterse program üzerinde uzaktan değişiklik yapma imkânına kavuşacaktır. Burada PLC cihazının plastik enjeksiyon makinesine doğrudan bağlı olmayışı makinenin internet üzerinden kontrolüne imkan sağlayan en önemli avantajlarından biridir. PLC cihazı çıkışındaki veriyi RF sinyallerle makineye göndermektedir. Böylece PLC cihazı ile bilgisayarın bağlantısında kullanılan RS232/PPI data kablosunun metrelerce uzağa taşınması engellenmiş olacaktır. Zaten böyle bir sistemin maliyeti PLC cihazının kendi maliyetinden çok daha yüksek olacaktır. Eğer bu sistemde PLC cihazı enjeksiyon makinesinin yakınında bulunan bir panoda olsaydı, bu PLC cihazına müdahale etmek için ya bir GSM (Global System for Mobile Communications) modülü kullanmak gerekecekti ya da ayrı bir bilgisayarı pano yakınında sürekli bulundurmak gerekecekti. Her iki durumda da sistemin kurulum maliyeti artacaktı. Bu çalışmada bu tip sakıncalar giderilerek çok daha ucuz ve emniyetli bir uzaktan kontrol sağlanmıştır.
Ayrıca enjeksiyon makinesinin yakınına yerleştirilmiş bir IP (İnternet Protokol) kamera ile sistemin her an izlenilebilmesi mümkün hale gelmiştir. Kamera sayesinde cep telefonu veya ev telefonu ile gerçekleştirilen işlem, internete bağlanabilen bir cep telefonu ve bir bilgisayar yardımıyla da izlenmiştir. Böylece sistemin cevap verme durumu görsel olarak ta takip edilmiştir.
Cep telefonları veya ev telefonlarından gelen DTMF sinyalleri bir kod çözücü entegresi (CMD 8870) ve mikroişlemci (PIC16F628A) vasıtasıyla derlenerek, alınan bilgiler PLC cihazına data girişi olarak kullanılmıştır.
PLC cihazı (Siemens S7200) alınan bu verileri değerlendirerek, RF temelli bir verici vasıtasıyla Plastik Enjeksiyon Makinesi’ne monte edilen bir alıcı üzerinden yine kablosuz bir şekilde kontrol sağlanmıştır. Böylece PLC cihazına, işletmelerde ofis üzerinden müdahale edilmesine imkân sağlanmış olup operatör panellerine gerek kalmaksızın daha az maliyetli bir sistem tasarlanmıştır. Sistemin en büyük avantajlarından bir tanesi de PLC cihazının bilgisayar bağlantısı kesilmeden PLC’ye doğrudan müdahale etme şansını getirmiş olmasıdır. Böylece kullanıcı işyerinde metrelerce uzakta bulunan makinesinin kullanımını istediği yerden yapabilmekte, bilgisayarından makinenin anlık durumlarını kontrol edebilmektedir. Ayrıca kullanıcı internet bağlantısı olan bir bilgisayar yardımıyla, istediği yerden işyerine gitmeksizin makinesini kontrol eden PLC cihazını görebilmektedir. Bu işlem için bir VNC (Virtual Network Computing) yani uzaktan masaüstü izleme programı olan Teamwiever programı kullanılmıştır. Bu program sayesinde kullanıcı uzaktaki bir bilgisayara müdahale edebilir veya ekran görüntüsüne ulaşabilir aynı zamanda işyerindeki bilgisayarın ekranından PLC yazılımının simülasyonunu görebilir.
Böylece ani bir arıza durumundan hemen haberdar olabilen kullanıcı, olası tehlikelere karşı kendini güvende hissedebilmektedir.
Tezin birinci bölümünde benzer çalışmalardan örnekler verilerek bu çalışmanın diğer çalışmalardan farkı ortaya konulmuş ve sistemin çalışması hakkında genel bilgi verilmiştir.
İkinci bölümde cep telefonundan uzaktan kontrolün nasıl sağlanacağı anlatılacaktır.
Başlangıçta telefonların çalışma sistemi üzerinde durulmuştur. Sabit veya cep telefonu hattına bağlı olarak çalışan sistemin DTMF sinyallerini nasıl elde ettiği ve bu sinyallerin özellileri hakkında bilgi verilecektir. Daha sonra DTMF sinyallerinin PIC16F628A mikroişlemcisi tarafından nasıl işlendiği program mantığı anlatılarak sunulmuştur. Bölümün sonunda kontrol kartının yapım aşamaları anlatılacaktır.
Üçüncü bölümde enjeksiyon makineleri hakkında bilgi verilmiş olup, enjeksiyon ısısının PLC’nin analog modülünde nasıl kontrol edildiği üzerinde durulmuştur.
Termokupllar ve sıcaklık transmitterrinin kullanımı anlatılmıştır.
Dördüncü bölümde PLC cihazlarının daha geniş olarak tanıtılması amaçlanmıştır.
Beşinci bölümde RF ile uzaktan kumanda ve alıcı-verici devrelerinin yapımı anlatılmıştır.
Altıncı bölümde internet üzerinden uzaktan kontrol sağlayan Teamviewer programının kullanımı anlatılmış ve PLC’ nin bağlı olduğu bilgisayarın uzaktan izlenmesi amaçlanmıştır.
Yedinci bölümde ise enjeksiyon makinesine ait soğutma suyu sistemine bağlı asenkron motorun cep telefonu ile hız kontrolü anlatılmıştır.
Sonuç bölümünde ise bu çalışmanın sonunda elde edilen bulgular anlatılarak, her bölüm için ayrı ayrı dikkat edilmesi gereken bazı hususlar ile çalışmanın daha da geliştirilebilmesi için bazı öneriler sunulmuştur.
Aşağıda Resim 1.1’ de sistemin çalışmasını özetleyen şema görülmektedir.
Resim 1.1. PLC kontrollü plastik enjeksiyon makinesi’ nin telefonla kontrol sistemi
2.CEP TELEFONU İLE UZAKTAN KONTROL
Telefon ile uzaktan kontrol sistemlerinde en sık kullanılan metot DTMF sinyallerinin çözümlenerek, bir mikroişlemci vasıtasıyla derlenmesidir. DTMF sinyalleri bir kod çözücü entegre yardımıyla binary bir sayıya dönüştürülür. Bu çalışmada kullanılan CM8870 kod çözücü entegresi telefon hattından gelen DTMF sinyallerini işleyerek bu sinyallere karşılık gelen 4 bitlik bir binary kod oluşturur. Gelen DTMF sinyallerini sayan PIC16F628A mikroişlemcisi istenilen sayıda çalma sayısından sonra telefon hattını açarak DTMF sinyallerinin gelmesini bekler. Kullanıcı telefonunun tuş takımında istediği tuşa basarak, bu tuşlara karşılık gelen 4 bitlik sinyali PIC16F628A’nın giriş portlarına göndermiş olur. PIC16F628A entegresi gelen bu kodları değerlendirerek çıkış portlarındaki 6 adet röleyi aktif eder. Bu çalışmada plastik enjeksiyon makinesini asıl kontrol eden PLC cihazı olduğu için PIC16F628A’nın kontrol ettiği röleler PLC’nin 24 voltluk input girişleri olarak değerlendirildi.
2.1. Telefonun Çalışma Prensibi
Telefon icat edildiğinden beri birçok özellikte telefonlar kullanılmış olup günümüzde en çok kullanılan DP (Dial Pulse) ve MF (Multi Frekans) tip telefonlar kullanılmaktadır. Bu iki tip telefon özelliklerindeki farklılıklar, numara bilgisinin santrale gönderilmesi durumunda ortaya çıkmaktadır. DP tipi telefonlarda santrale numara bilgisi gönderen hat 40 milisaniye kapalı, 60 milisaniye açık kalır. Bu bilgiler santraldeki DP kayıt devresi tarafından değerlendirilir. DP tipli aramada numara bilgilerinin teker teker santrale gönderilmesi söz konusu olduğundan arama işlemi çok fazla hızlı değildir. Bu yönüyle DP tipi telefonlar, MF tipine göre dezavantajlıdır. MF tipi telefonlarda ise tuşa basılan rakamın değerine göre telefon makinesi içerisindeki osilatör tarafından üretilen bir çift frekans, santral ile telefon arasındaki çift hatta iletilmektedir. Belirlenen bu frekans, santraldeki MF kayıt devresi tarafından değerlendirilerek haberleşme sağlanır. Numara bilgileri abonenin tuşlara hızlı basmasıyla santrale daha çabuk ulaşır. Ayrıca MF aramada numara
bilgileri santrale teker teker değil de, son rakam çevrilene kadar telefon makinesinin hafıza ünitesinde saklanır ve bu bilgiler arama işlemi bittikten sonra toplu olarak gönderilir. Bu şekilde gerçekleştirilen arama işlemi daha süratlidir. Bu yönüyle MF tipi telefonlar DP tipinden daha üstündür. MF tipi telefonlarda DTMF yani çift tonlu çoklu frekans kodlama sistemi kullanılır. DTMF kodlama sisteminde osilatör tarafından üretilen her bir rakam için alçak ve yüksek frekanslar olmak üzere temel olarak dört adet iki çift ton vardır. Bu iki ton kombinasyonu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
#, *, A, B, C, D rakam ve sembollerini ifade eder [14].
2.1.1. Telefon hattı ile konuşmanın sağlanması
Telefon üzerinden iki kişinin görüşmesi kısaca şu şekildedir: Arayan kişinin telefon ahizesini kaldırmasıyla çatal altı kontağı ve telefon hattı üzerinden devre tamamlanır ve santralde bulunan hat, röleleri çeker. Rölelerin çekilmesiyle santral numara kaydedicisi telefonun ahizenin kaldırılmış olduğunu saptar ve devreyi telefon hattına bağlar. Hatta bağlanma işleminin bildirilmesi çevir sesinin gönderilmesiyle gerçekleştirilir. Daha sonra kişi, numara bilgisini telefon santraline göre gönderir.
Santrale gelen numara bilgisindeki dijitler, santralde depolanır ve bu dijitler değerlendirilerek aranan kişi adresi belirlenir. İnsan sesinin frekans bandı genel olarak 300 Hz ile 3400 Hz arasında değişmektedir. Ancak bazı insan seslerinin tizliğine ve niteliğine bağlı olarak frekansları 3400 Hz'den fazla olabilmektedir.
Telefon sistemlerinde 3825 Hz değeri işaretleşme frekansı olarak kullanılır.
Konuşma frekanslarının 3400 Hz'den fazla durumlarda konuşma sinyalleri, sistemde bulunan band geçiren filtreler tarafından kırpılır ve bu değerden büyük sinyaller karşı tarafa iletilmez. Böylece sesin özellikleri bozulacak veya bazı harfler tam olarak anlaşılmayacaktır. Telefon santrallerinde, haberleşmenin gerçekleşmesi için analog kaynak işaretinin sayısal hale dönüştürülmesinde PCM (Darbe Kod Modülasyonu) yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntem örnekleme, kuantlama ve kodlama olmak üzere üç ana bölümden oluşur. Kuantlama ve kodlama, ikisi birlikte analog/sayısal dönüşümünü gerçekleştirir. Ses bilgisi analog bir işarettir. Örnekleme ise bu kaynak işaretinden çok kısa örneklerin düzenli aralıklarla alınmasıdır. Örnekleme süresi o
kadar kısadır ki değeri sabit olarak kabul edilir. Daha sonra her örnek kuantlanır.
Kuantlanmış bir işaret sınırlı sayıda değere sahiptir. Analog bir işarette ise sonsuz sayıda değer bulunabilir. Çünkü kuantlanmış işaret kodlanır. Yani her kademeye genellikle ikili bir sayı olan bir tanım atanmıştır. Böylece kaynak işaret sayısal hale dönüştürülür. Sayısal işaret daha sonra bir darbe dizisine dönüştürülerek, iletişim ortamı üzerinden bir alıcıya gönderilir. Alıcıda ise bu sayısal işareti yorumlayarak kuantlaşmış işareti tekrar oluşturabilecek bir kod çözücü bulunmaktadır. Bu işaret daha sonra ilk kaynak işaretine olabildiğince benzeyecek hale dönüştürülür [14].
Santral tarafından abone telefonuna gönderilen çeşitli sinyallere Çağrının Gelişim Tonları (CPT, Call Progress Tones) denir. Bu sinyallerin formları santral tarafından verilmek istenen mesaja göre değişir. CPT standartları Çizelge 2.1’de gösterilmiştir.
Çizelge 2.1. Call progress ton standartları
2.1.2. Santraller
Teknolojik gelişmelere bağlı olarak, önceleri santralin sadece kendi aboneleri görüşme yapabilirken, 1950 yılından sonra farklı santraller arası otomatik görüşme, şehirlerarası ve milletlerarası otomatik görüşme imkânları sağlamıştır. Bütün bunlara bağlı olarak işaretleşme sistemleri ve standartları geliştirilerek özellikle sayısal santrallerin ve bilgisayar teknolojisinin telekomünikasyona girmesiyle çok amaçlı işaretleşme sistemleri uygulanmaya başlanmıştır. Otomatik telefon santralleri, giren arama talebini kaydetme, aranan numarayı bulma, iki telefon hattını görüşme için ilişkilendirme, ücretlendirme başlama ve bitişini kaydetme, konuşma bittiğinde hattı çözme işlemlerini insan müdahalesi olmadan gerçekleştirilen ortak kontrollü sistemlerdir [14].
2.2. DTMF Sinyallerinin Elde Edilişi
DTMF kelimesi Dual Tone Multi Frequency kelimelerinin baş harflerinden oluşur.
Kelime anlamı çift tonlu çoklu frekans kodlama sistemidir. DTMF esas olarak Amerikan ordusu için Bell telefon laboratuarlarında geliştirilmiş bir kodlama sistemidir. Daha sonra telefon şebekelerinde bilgi yollamanın güvenli yolu olarak tercih edilmiş ve telefon abonesinin santrale aradığı abone ile ilgili bilgileri ilettiği standart yöntem olarak günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır [15].
DTMF kodlama sistemi radyo amatörlüğünde yerini son yirmi yıl içinde yaygın olarak almıştır. Günümüzde telsiz cihazlarının çoğunda DTMF sinyallerini yollamaya ve almaya yarayan modüller ile tuş takımı bulunmaktadır. Bu imkân sayesinde telsiz yardımıyla DTMF kodlu mesajlar, çağrı kodları yollamak, uzaktan kumanda amaçlı rölelerin kontrolü gibi işler gerçekleştirilebilir [15].
DTMF kodlama sisteminde temel olarak dört adet iki çift ton kullanılır.
Bu iki ton kombinasyonu ile 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, #, *, A, B, C, D rakam ve sembolleri ifade edilir. Tuş takımı DTMF frekansları Çizelge 2.2’ de gösterilmiştir.
Çizelge 2.2. DTMF frekans çiftleri
1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz 697 Hz 1 2 3 A 770 Hz 4 5 6 B 852 Hz 7 8 9 C 941 Hz * 0 # D
Yukarıdaki DTMF Kod kombinasyon tablosundan görüleceği gibi dört adet frekans satır için, dört adet frekansta kolon için tahsis edilmiştir.
Tablonun ortasındaki rakam ve semboller karşılarında bulunan satır ve sütundaki frekans çiftiyle ifade edilirler. Bir örnek vermek gerekirse 4 rakamını 770 Hz ve 1209 Hz lik ton çiftiyle ifade ederiz. Bu ton çiftleri
16 adet ton kombinasyonuna olanak tanır. Bu tonlardan sıra için adanmış olanlar 1kHz 'in altında, kolon için tahsis edilmiş olanlar ise 1 kHz ile 2 kHz arasındadır. Bu frekansların bu sınırlar dâhilinde olmasının sebebi telefon ve telsiz sistemlerinde band geçiren filtreler kullanılır ve bu filtreler 300 Hz ile 3000 Hz arasındaki konuşma aralığı denilen aralıktaki frekansları geçirirler. DTMF tonları da bozulma ve kesintilere uğramaması için bu frekans sınırları içinde kalacak şekilde tasarlanmışlardır. [15]
Çizelge 2.3. DTMF sinyallerine karşı üretilen ikili değerler
CM8870 DTMF kod çözücü entegresi alınan frekans çiftlerini Çizelge 2.3’ te yer alan ikili (binary) değerlere dönüştürür
HT 9170 ve KT3170 entegreleri CM8870’in muadili olarak kullanılabilir.
Şekil 2.1 de görülen 11,12,13,14,15 nolu bacaklar telefon hattından gelen DTMF sinyallerinin çözülüp binary kodlara çevrildiği bacaklardır. 2 ve 3 nolu bacaklar ise DTMF sinyallerinin telefondan alınıp entegreye bağlandığı giriş uçlarıdır [16].
Şekil 2.1. CM8870 kod çözücü entegresinin bacak bağlantıları
2.3. Pic Mikrodenetleyicilerin Tanımı
Ucuz ve tek bir çip’ ten oluşan bilgisayara mikrodenetleyici denir. Tek çip bilgisayar, bir bilgisayar sisteminin içerisinde bulunan tüm chip’leri barındıran tümleşik devre chip’i (integreted circuit chip) demektir. Mikrodenetleyici içerisine yerleştirilen silikon parçalarının özellikleri bizim kullandığımız standart kişisel bilgisayarlardakine oldukça benzerdir. Mikrodenetleyici hakkında söylenebilecek en önemli şey, bir programı içerisinde depolayabilme ve daha sonra da çalıştırabilme yeteneğinin oluşudur. İşte bu yeteneği onu mikroişlemcilerden ayıran en önemli özelliğidir. Mikrodenetleyici içerisinde, bir CPU (central Processin Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), IO (Input/Output) A/D (Analog to Digital) gibi konvertörler bulunur. Oysa mikroişlemcili sistemde
(Standart Pc’de olduğu gibi) tüm bu yukarıda saydığımız parçalar ayrı chip’ler halinde anakart dediğimiz baskılı devre üzerine serpiştirilmiş şekilde bulunur [17].
2.3.1. Mikrodenetleyicilerin sağladığı üstünlükler
• Yüksek işlem yapma hızına sahiptir (maksimum 20MHz).
• Fiyatı ucuzdur.
• Veri ve program belleğine farklı yollardan erişilir.
• Veri ve program hafızasına aynı anda erişilir. Program ve veri hafızası yolu Harward mimarisine göre tasarlanmıştır. Bundan dolayı PIC mikro denetleyicisi diğer mikro denetleyicilerden iki kat daha fazla hıza sahiptir.
• Harici bir giriş/çıkış elemanına ihtiyaç duymadan sadece bir osilatör kullanarak çalışır.
• Yüksek frekanslarda çalışma özelliğine sahiptir.
• Uyku (sleep) modunda düşük akım çeker.
• Dört farklı kesme kaynağına sahiptir.
• Kod sıkıştırma özelliği ile aynı anda birçok işlem gerçekleştirebilir. PIC mikro denetleyicileri; PIC16C6X, 16C7X, 16C5X, 16F8X, 16F87X ve son olarak 18 serisi gibi çeşitlere sahiptir.
• Yeniden başlat (reset) ve saat (clock) işareti özellilere sahip olup, 5V besleme ile kolayca kullanılabilir [8].
2.3.2. Mikrodenetleyici çeşitleri
Dünyada çeşitli firmalar tarafından değişik isimlerde mikrodenetleyiciler üretilmekle beraber uygulamada daha çok 8051 ve 8052 seri mikrodenetleyici ailesi kullanılmaktadır [18].
Bu çalışmada PIC16F877 ve PIC16F628A mikrodenetleyicisi kullanılmıştır.
2.3.3. Mikroişlemci ve mikrodenetleyici arasındaki farklar
Mikroislemci ile kontrol edilecek bir sistemi kurmak için şu üniteler bulunmalıdır;
CPU, RAM, I/O ve bu üniteler arasında veri alış verisini kurmak için bilgi yolu (data bus) gerekir. Ayrıca bu üniteleri yerleştirmek için baskılı devre gerekir. Mikro denetleyicili kontrol sisteminde ise yukarıda belirtilen elemanlar yerine tek bir chip (mikro denetleyici) ve bir devre kartı yetecektir. Mikro denetleyicili sistemlerin maliyeti mikroişlemcili sistemlere göre daha düşüktür. Ayrıca kullanım kolaylığı ve programlama kolaylığı da ikinci avantajıdır. Yukarıda saydığımız nedenlerden dolayı bu çalışmada sistem kontrolünde mikro denetleyici kullanılmıştır [8].
2.3.4. Mikrodenetleyicilerde dikkat edilmesi gereken özellikler
Mikrodenetleyiciler ile tasarım yapmadan önce tasarlanan sisteme uygun bir denetleyici seçmek için o denetleyicinin taşıdığı özelliklerin bilinmesi gereklidir.
Mikrodenetleyicinin hangi özelliklere sahip olduğu kataloglarından anlaşılabilir.
Aşağıda sıralanan özellikler bunlardan bazılarıdır.
* Programlanabilir dijital paralel giriş/çıkış
* Programlanabilir analog giriş/çıkış
* Seri giriş/çıkış (senkron, asenkron ve cihaz yönetimi)
* Motor veya servo kontrol için pals sinyali çıkışı
* Harici giriş vasıtasıyla kesme
* Harici bellek arabirimi
* Harici veri yolu arabirimi
* Dâhili bellek tipi seçenekleri (ROM, EPROM, PROM, EEPROM)
* Dâhili RAM seçeneği
* Kayan nokta hesaplaması
2.3.5. PIC16F628’in özellikleri
PIC16F628, diğer picler gibi RISC yapısı üzerine kurulu Harvard mimarisi ile üretilmiştir ve flaş program belleğine sahip PIC16CXX ailesinden 8 bitlik bir mikrodenetleyicidir. PIC16F628’in mimari yapısından dolayı program ve veri bellekleri fiziksel olarak ayrı birimlerdedir ve bunlara farklı veri yolları ile erişilmektedir. Çizelge 2.4’ te PIC16F628’in genel özellikleri görülmektedir. Şekil 2.2’de PIC16F628’in bacak yapısı verilmiş olup 18 pinli olan entegrenin dış görünüşü, Resim 2.1’de verilmiştir. Çizelge 2.5’ te ise PIC16F628A entegresine ait bacaklar ve bunların görevleri verilmiştir.
Çizelge 2.4. PIC16F628’ in genel özellikleri
Şekil 2.2. PIC16F628A’in bacak yapısı
Resim 2.1. PIC16F628’in dış görünüşü
Çizelge 2.5. PIC16F628A entegresine ait bacakların görevleri
2.3.6. PIC16F628A’nın tercih nedenleri
• Pic16F628 veya 16F628A mikrodenetleyicisinin flash teknolojisi ile üretilmiş olması.
• Bu teknoloji ile üretilen bir belleğe yüklenen program, chip’ e uygulanan enerji kesilse bile silinmez.
• Bu tip belleğe istenirse defalarca yazılabilir.
• Bu picleri programlamak için sadece 35 adet komutun yeterli olması öğrenilmesinde kolaylık sağlar [19].
2.3.7. PIC 16F877 ve özellikleri
PIC16F877 denetleyicisi 40 uca sahiptir. Bu uçlardan 7’si denetleyicinin çalışması için gerekli besleme (4 uç), osilatör (2 uç) ve reset devresidir (1 uç). Kalan 33 uç denetleyicinin dışarıya bilgi göndermesi (çıkış) ya da dışarıdan bilgi alması (giriş) için kullanılır. PIC16F877’ de 33 uç, 5 PORT (A, B, C, D, E) altında toplanmıştır.
PORTA, 6 uca, PORT B,C,D 8’er uca ve PORTE 3 uca sahiptir. Şekil 2.3’ de PIC16F877’nin uç diyagramı verilmiştir [8].
Şekil 2.3. PIC16F877’ nin uç diyagramı
2.3.8. PIC 16F877 portları
PORTA: PIC16F877’de PORTA, 6 bit genişliğindedir. Uçları giriş ya da çıkış olarak yönlendirilebilir. PORTA uçlarından, RA4 ucu hariç, diğer uçlar A/S dönüşüm yapar. Hangi ucun A/S dönüşüm için kullanılacağı özel işlem yazmaçları ile belirlenir. Bunlar ADCON0 ve ADCON1 yazmaçlarıdır. A/S ucu olarak kullanılacak uç giriş olarak yönlendirilir. RA4 ucu TMR0 için harici kaynak olarak kullanılır.
RA2, RA3 uçları A/S dönüşümde referans gerilim vermek için kullanılır.
PORTB: 8 bit genişliğindedir. Uçları TRISB yazmacıyla giriş ya da çıkış olarak yönlendirilebilir. PIC’de harici devreden kesme yapılacağı zaman INTCON yazmacının gerekli bitleri yönlendirilerek PORTB’nin RB0 ucu kullanılır.
PORTB’nin son dört ucu (RB4-RB7) kesme işlemlerinde kullanılır.
PORTC: 8 bitlik ve yönlendirilmemiş bir yazmaçtır. TRISC yazmacı ile yönlendirilir. RC0 ucu TMR1 yazmacının içeriğini harici olarak artırma için kullanılır. RC0 ve RC1 uçları PWM çalışmasında harici osilatör uçları olarak kullanılır.
PORTD: Sekiz uca sahiptir. Her bir uç, TRISD yazmacı kullanılarak giriş ya da çıkış olarak tanımlanabilir.
PORTE: Üç ucu vardır. Her bir uç, sayısal veri için giriş veya çıkış için düzenlenebilir. PIC 16F877 deki sekiz A/S kanalın üçü RE0, RE1, RE2’ dir [8].
2.4. Sabit Telefon Hattına Bağlı Olarak Çalışan DTMF Kontrol Devresi
Evlerimizde veya işyerlerinde sıklıkla kullanılan iletişim şekli sabit telefon hatlarıdır.
Cep telefonlarının yaygınlaşmasıyla birlikte giderek azalan sabit telefon hattı kullanımı özellikle cep telefonu şebekesinin olmadığı yerlerde tercih edilen bir sistemdir.
Sabit hatla yapılan DTMF kontrol kartının denenmesinde hem bir ev telefonu hattı, hem de santral üzerinden dağıtım yapılan bir telefon hattı kullanılmıştır. Evlerimize gelen sabit telefon hattının gerilim değeri yaklaşık olarak DA 52 Volttur. Bu değer telefonun çalmasıyla beraber dalgalanmakta, telefon açıldığında ise DA 24 Volta düşmektedir. Santral üzerinden dağıtım yapılan telefon hatlarında şebeke üzerinde yaklaşık DA 22 Volt gerilim bulunmakta, telefon çaldığında yine bu değer dalgalanmakta ve telefon açıldığında ise DA 12 Volta düşmektedir. DTMF kontrol kartında şebeke üzerindeki yüksek gerilim dalgalarından korunmak için hat yalıtım trafosu kullanılmıştır. Böylece devredeki entegrelerin bu dalgalardan korunması sağlanmıştır.
Sabit telefon hatlarının enerjileri, şebeke elektriğinden bağımsız olduğu için bu devre cep telefonuyla çalışan DTMF devresinden daha avantajlıdır. Cep telefonuyla çalışan devredeki cep telefonunun kapanmaması için sürekli şarj edilmesi gerekirken sabit hatlı çalışan devre için böyle bir durum söz konusu değildir. Ancak her iki devrenin kendi beslemesi için 12 Voltluk bir DA kaynağa ihtiyaç vardır. Basit bir akü şarj devresi ile devrenin uzun süre çalıştırılması mümkündür.
2.4.1. CM8870 kod çözücü ile PIC16F628A’nın bağlantısı
Kod çözücünün elde ettiği 4 bitlik sinyal CM8870’in 11, 12, 13, 14 nolu bacaklarından alınır ve Pic’ in 6, 7, 8, 9 nolu PORTB0, PORTB3 bacaklarına girilir.
Böylece Pic’ in işleyeceği veri girişleri elde edilmiş olur. Sistem 5 adet çalma sayısına ulaştığında 18 nolu PORTA1 çıkışı set olur ve hat rölesini aktif eder. Hat rölesi 560 ohm’ luk direnci paralel olarak devreye alır ve böylece sanki ahize kaldırılmış gibi telefon açılır. Artık sistem DTMF kodlarını alacak hale gelmiştir.
Telefonu arayan kişi tuşlara bastığında Pic hangi tuşa basıldığına karar verir ve 1, 2, 11, 12, 13, 16 nolu PORTA2, PORTA3, PORTB5, PORTB6, PORTB7, PORTA7 nolu bacaklar set(dijital 1) yani +5 Volt olmuş olur. Bu bacaklara bağlı olan transistorların beyzi tetiklenerek röleler çektirilmiş olur. Rölerin çekmesiyle +24 Voltluk PLC giriş sinyali bu röleler üzerinden PLC’ nin input girişlerine verilmiş olur. Devreye ait PLC yazılımı Ek-3’ te verilmiştir.
CM8870’in 15 nolu StD ucu Pic’in 10 numaralı PORTB4 ucuna bağlanarak gelen tuş sinyallerini okur. Telefonun çalma adedini hesaplayan optik izalasyon devresinden gelen sinyal Pic’in 17 nolu PORTA0 girişine bağlanır. PORTA0 istenilen çalma sayısına ulaşınca PORTA1’i aktif eder.
Şekil 2.4’de CM8870, PIC16F628A ve manyetik izalasyonu sağlayan 4N25 optokuplörüne ait bağlantı şekli verilmiştir.
Yapılan Pic programının simüle edilmesi için Isıs simülasyonu kullanılmıştır. Ancak Isis kütüphanesinde CM8870 entegresi bulunmadığından sanal bir entegre oluşturulmuştur.
Optik izalasyon devresi telefonun kaç kez çaldığını tespit etmek için kullanılmıştır.
Telefon her çalışında 4N25 optokuplör entegresinin 4 ve 5 nolu bacaklarına bağlı olan transistör iletime geçerek Pic’in 17 nolu bacağına +5 Voltluk DC sinyal gönderir. Bu sinyal Pic tarafından sayılarak çalma sayısı tespit edilir.
Bu devrede 4N25 entegresinin yerine TIL111 entegresi de muadil olarak kullanılabilir.
Aşağıda görüldüğü gibi sistem ;
1.DTMF kodunun okunması,
2.Kod çözücü yardımıyla DTMF sinyallerinin 4 bitlik sayılara dönüştürülmesi, 3.Dönüştürülen ikilik kodların Pic tarafından yorumlanması,
4.Rölelerin aktif edilmesi kısımlarından oluşmaktadır.
Şekil 2.4. DTMF devresine ait Isıs simulasyonu
Pic basic yazılımında yukarıda anlatılan PORT tanımlamaları kısmı Ek-1’de açıklamalı olarak verilmiştir.
2.4.2. DTMF kontrol kartındaki PIC16F628A’nın programlanması
DTMF sinyallerinin telefon hattından alındıktan sonra CM8870 entegresiyle binary kodlara dönüştürülmesi gerekmektedir. Bu işlemden sonra mikrodenetleyici gelen kodları okuyup değerlendirerek ilgili çıkışlara (rölelere) aktarması işlemi Pic’ in programlanması işlemidir. Burada PIC16F628A’nın programlanmasında MicroCode Studio Plus programından yararlanılmıştır. Yazılan programın Pic’e yüklenmesi için Winpic800 programı ve bir USB pic programlayıcı (Resim 2.2) kullanılmıştır.
Sistemin simule edilmesi için Proteus programının Isıs Kütüphanesi, baskı devrenin hazırlanması için ise Ares kütüphanesi kullanılmıştır.
Sistemin çalışmasına ait akış diyagramı Şekil 2.5’ te verilmiştir.
Resim 2.2. USB Pic programlayıcı
Şekil 2.5. Sistemin çalışmasına ait akış diyagramı
Şekil 2.5. (Devam) Sistemin çalışmasına ait akış diyagramı
Yukarıdaki akış şemasından da görüldüğü gibi; sistem telefonun 5 kere çalmasından sonra gelen tuş tonuna göre röleleri aktif etmektedir.7 nolu tuşa basıldığında telefon hattı kapatılmakta, yanlış bir tuşa basıldığında ise başa dönülmektedir. DTMF.bas dosyasının tamamı Ek-1’de verilmiştir.
2.4.3. Programın PIC16F628A’ya yüklenmesi
1.MicroCode Studio’da pic basic programının HEX dosyası oluşturulur.
2.PİC16F628A, Usb Pic Programlayıcıya yönüne dikkat edilerek takılır.
3.Winpic800 programının ayarları aşağıdaki gibi yapılır.
4.Winpic800 programına oluşturulan HEX dosyası yüklenir.
MicroCode Studio Plus programında hazırlanan yazılım aşağıdaki gibi bas dosyası olarak kaydedilir.(Şekil 2.6)
Şekil 2.6. MicroCode Studio programında hazırlanan yazılımın kaydedilmesi
Daha sonra kaydedilen DTMF.bas dosyası MicroCode Studio Plus programında hex dosyasına dönüştürülür.(Şekil 2.7)
Şekil 2.7. DTMF.bas dosyasının hex koduna dönüştürülmesi
Oluşturulan DTMF.hex dosyası Winpic800 programı yardımıyla aşağıdaki ayarlar yapıldıktan sonra pic’e yüklenir. Bu işlemlerden sonra PIC16F628A programlanmış olur. (Şekil 2.8 ve Şekil 2.9)
Şekil 2.8. Oluşturulan DTMF.hex dosyasının Winpic800’de açılması
Şekil 2.9. Hex dosyasının PIC16F628A’ya yüklenmesi
2.4.4. Baskı devrenin hazırlanması
Devreye ait Ares programında hazırlanan baskı devre çizimi Şekil 2.10’ da verilmiştir. Çizelge 2.6’ da devrenin malzeme listesi verilmiştir. Devrenin lehimlenerek tamamlanmış son hali Resim 2.4’ te verilmiştir.
Şekil 2.10. DTMF devresine ait baskı devrenin Ares çizimi
Ares programında yapılan çizim lazer yazıcı yardımıyla fotoğraf kağıdına aktarılmış ve ütü yöntemi [20] kullanılarak plakete çıkarılmıştır. Aşağıda plaketin son hali görülmektedir.
Resim 2.3. DTMF kontrol kartına ait baskı devre
Çizelge 2.6. Devrenin malzeme listesi
Malzemenin Adı Niteliği Miktarı
220nF/400V Kondansatör 1 adet
100nF Kondansatör 2adet
22nF Kondansatör 1 adet
100mF Kondansatör 7adet
BC337 Transistör 7 adet
560R/1W Taş Direnç 1 adet
330R Direnç 7adet
100K Direnç 2 adet
10K Direnç 2adet
4N25 Optocupler 1 adet
CM8870 Kod Çözücü 1 adet
Pic16F628A Mikrodenetleyici 1 adet
Osilatör(3.58MHZ) Kristal 1 adet
24V Röle DC 7 adet
LED DİYOT 15 adet
Hat trafosu 600x600 1 adet
1N4001 DİYOT 1 adet
Bord klemens ikili 6 adet
Resim 2.4. DTMF kontrol kartının tamamlanmış hali
2.5. Cep Telefonu Hattına Bağlı Olarak Çalışan DTMF Kontrol Devresi
Sabit telefon hatlarının bulunmadığı yerlerde cep telefonu hatları uzaktan kontrol için en iyi yöntemdir. Günümüzde cep telefonu operatörlerinin kapsama alanı her gün genişlemektedir. Cep telefonu sinyallerinin de bulunmadığı yerlerde GPS uydu sistemleri kullanılmaktadır. Ancak bu sistemlerin maliyeti oldukça yüksektir.
Sabit telefon hattıyla çalışan DTMF kontrol devresinde CM8870 kod çözücüsünden alınan sinyaller PIC16F628A mikrodenetleyicisi tarafından işlenmektedir. Bu devrede ise kod çözücüden alınan sinyaller yine Pic tarafından işlenerek 9 adet röle aktif edilmektedir. Pic cep telefonundan hangi tuşa basıldığını tespit ederek BC237 transistörü üzerinden röleleri enerjilendirir. Daha sonra bu rölelerin ortak noktalarına uygulanan +24 Voltluk DC sinyal PLC girişlerine uygulanmıştır. Devreye ait PLC programı EK2’te verilmiştir. Böylece CM8870 entegresinin ürettiği +5 Voltluk çıkış sinyalleri, PLC’ nin anlayacağı +24 Voltluk sinyallere dönüştürülmüş olur. Şekil 2.11’da devrenin Isıs simülasyonu gösterilmiştir.
Şekil 2.11. Cep telefonlu DTMF devresinin Isıs simülasyonu
Şekil 2.12’de devrenin Ares programında hazırlanan Pcb şeması bulunmaktadır.
Şekil 2.12. Cep telefonlu DTMF kartına ait baskı devre çizimi
Resim 2.5’ te plaketin tamamlanmış hali görünmektedir.
Resim 2.5. Plaketin tamamlanmış hali
Resim 2.6. Cep telefonu DTMF kartının tamamlanmış hali
Resim 2.6’ da elemanların plakete monte edilmiş hali görünmektedir. Yukarıda görülen rölelerin girişlerine 24V’luk DC gerilim uygulanmıştır. Rölelerin çıkışı PLC’
nin girişlerine bağlanmıştır. PLC bu 4 bitlik sinyale göre cep telefonundan hangi tuşa basıldığını tespit etmektedir.
3.PLASTİK ENJEKSİYON MAKİNESİNİN PLC İLE KONTROLÜ
DTMF kontrol kartı, telefon hattından gelen sinyalleri işledikten sonra çıkışındaki 9 adet röleyi aktif eder. Bu röleler PLC cihazının işleyeceği dijital giriş (input) sinyallerini oluşturmaktadır. Yani PLC’ye bağlı 9 adet giriş sinyali (24V) DTMF kontrol kartındaki röleler üzerinden PLC’ye verilmektedir. Bu giriş sinyalleri PLC tarafından işlenerek cihazın kontrolü sağlamıştır. Öncelikle sisteme herkesin girememesi için bir şifre alt programı yazılmış olup; bu şifre doğrulandıktan sonra makinenin ilgili parçaları kontrol edilebilmektedir. Sistem 9 adet parçanın kontrolüne izin verecek şekilde tasarlanmıştır. Makineye ait daha fazla parçanın kontrolü isteniyorsa, rölelerin sayısı arttırılarak veya programda değişiklik yaparak bunu gerçekleştirmek mümkündür. Burada makinenin enerjisinin açılıp kapatılabilmesi için ana kontaktörün kontrolü, sıcaklığı kontrol eden rezistansların kontrolü, grup ileri-geri kontrolü yapılacaktır. Ayrıca sistem bir IP kamera ile gözetlenmiştir.
Bu aşamada kablosuz kontrolün yapılabilmesi için RF tekniği kullanılmıştır.
PLC’nin çıkışlarına bağlı RF verici sayesinde, makinenin yanında duran RF alıcı modül kontrol edilecektir. Böylece PLC’nin makinenin yanında değil bilgisayarın yanında kalması sağlanarak operatör paneli kullanılmasına gerek kalmamıştır. Çünkü PLC’nin makinenin yanında olduğu düşünülürse, bilgisayara bağlantısını sağlayan RS232 kablosunun çok uzun olması gerekirdi. Buda maliyetin inanılmaz derecede artmasına sebep olacaktı. Başka bir çözüm yolu ise makineye yakın ayrı bir bilgisayar kullanmak olabilirdi. Fakat bu yöntem de yine maliyeti arttırmış olacaktı.
Ayrıca kullanıcının PLC simülasyonunu anında kendi bilgisayarında görebilmesi kullanıcıya büyük kolaylık sağlamıştır. Herhangi bir arıza durumunda kullanıcı oturduğu yerden makinesinin durumunu bilgisayarından görebilecek ve PLC programına müdahale edebilecektir. Birçok işyerinde kullanılan makinelerin, ofisle mesafesinin çok uzak olduğu düşünülürse bu sistemin faydası daha da net olarak anlaşılabilir. Burada kullanılan RF verici yaklaşık olarak 50 metrelik bir uzaklık için tasarlanmış olup birçok işyeri için yeterli bir aktarım mesafesine sahiptir. Mesafenin daha da uzak olduğu bir yerde RF vericinin sinyal mesafesini kilometrelerce uzağa
taşımak mümkün olabilmektedir. Aynı zamanda kullanıcı işyerinden ayrılsa bile internet bağlantılı herhangi bir bilgisayardan PLC’ ye, dolayısıyla makinesine ulaşabilme imkânına kavuşmuş olacaktır. Özetle aşağıdaki faydalarından ötürü bu çalışmada PLC otomasyonu kullanılmıştır.
1.PLC cihazının endüstriyel sistemlerde daha sorunsuz çalışması, 2.Cihazın bilgisayarla sürekli bağlantılı (online) olabilmesi,
3.PLC ile anolog işlemlerin yapılabilmesi (sıcaklık, hız, basınç vb.) 4.PLC’ ye bağlı bilgisayarın internet üzerinden takip edilebilmesi
PLC cihazı olarak piyasada en sık kullanılan Siemens marka S7200 tipi (CPU226) PLC kullanılmıştır. Programın yazılmasında ise V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6 kullanılmıştır.
3.1. PLC’ nin Programlanması
DTMF kontrol kartındaki rölelerin üzerinden gelen +24V’luk giriş sinyalleri I0.1, I0.2, I0.3, I0.4, I0.5, I0.6 girişlerini oluşturur. DTMF kartındaki rölelere PLC üzerindeki güç kaynağından +24V’luk besleme yapılmıştır.
Sistem 9 adet çıkışı aktif edecek şekilde tasarlanmıştır. Yazılımda değişik kombinasyonlar denenerek çıkış sayısı arttırılabilir.
Her giriş bir çıkışa irtibatlandırılarak on-off şeklinde bir kontrol sağlanmıştır. Yani;
I0.1-Q0.0’ı, I0.2-Q0.1’i, I0.3-Q0.2’yi, I0.4-Q0.3’ü, I0.5-Q0.4’ü, I0.6-Q0.5’ i kontrol edecektir.
Telefonun 1 nolu tuşu DTMF kartındaki 1 nolu röleyi, o da PLC girişindeki I0.1’i enerjilendirir. Diğer tuşlarda aynı mantık ile çalışmaktadır. Aşağıda Çizelge 3.1’ de bütün tuşların karşılıkları görülmektedir.
Enjeksiyon makinesinin soğutma suyu sistemine ait asenkron motorun hız kontrolünde cep telefonunun bütün tuşları kullanılmıştır. Sistem dördüncü tuşa basıldıktan sonra çalışmaktadır. Bu sistemde yalnızca PLC, cep telefonu DTMF kartı ve frekans invertör kullanılmıştır. PLC programına ait yazılım Ek-2 de verilmiştir.
Soğutma suyunun hızı kontrol edilerek enjeksiyon sonucunda elde edilen sıcak plastiğin ne kadar sürede kalıptan çıkarılabileceği kontrol edilmektedir.
Çizelge 3.1. Tuş takımının PLC’ deki karşılığı
TELEFONDAN BASILAN
TUŞ DTMF KARTINDAKİ RÖLE
NUMARASI PLC GİRİŞİ PLC ÇIKIŞI
1 1 I0.1 Q0.1
2 2 I0.2 Q0.2
3 3 I0.3 Q0.3
4 4 I0.4 Q0.4
5 5 I0.5 Q0.5
6 6 I0.6 Q0.6
7 7 I0.7 Q0.7
8 8 I1.0 Q1.1
9 9 I1.1 Q1.2
Programdaki sayıcı yardımıyla tuşlara bir kere basılması çıkışları set ederken iki defa basılması çıkışları reset etmektedir. Aşağıda Çizelge 3.2’ de Q çıkışlarının Plastik Enjeksiyon Makinesinde kontrol ettiği kısımlar görülmektedir.
Çizelge 3.2. PLC çıkışlarının görevleri TUŞ
NUMARASI
RF ALICI KARTINDAKİ
NUMARASI GÖREVİ PLC ÇIKIŞI
1 0
ANA KONTAKTÖRÜ AÇ‐
KAPA Q0.1
2 1 MENGENE AÇ‐KAPA Q0.2
3 4 GRUP İLERİ Q0.5
4 5 GRUP GERİ Q0.6
5 RESET
6
7 6 ,7 VE 8 100 DERECE Q0.7(SET4) 8 6 ,7 VE 8 150 DERECE Q0.7(SET4) 9 6, 7 VE 8 200 DERECE Q0.7(SET4)
3.2. PLC İle Sıcaklık Kontrolü
PLC ile sıcaklık kontrolünün yapılabilmesi için seçilen PLC’nin analog giriş birimine sahip olması gerekir. Burada 4 analog girişe sahip EM231 ve 2 analog çıkışa sahip EM232 modüllü CPU 224 PLC kullanılacaktır. PLC cihazı dışarıdan aldığı analog bir veriyi (sıcaklık, basınç, nem, hız, vb.) sayılara dönüştürerek işlem yapmaktadır. Bu sayıların anlamlı olabilmeleri için ölçmüş oldukları değere karşılık doğrusal bir gerilim-akım çıkışı vermeleri gerekir. Lineer olmayan değerlerin hassas ölçümlerde fazla bir değeri yoktur. Analog veriyi gerilime veya akıma çeviren bu cihazlara Transmitter adı verilmektedir. Piyasada çok çeşitli amaçlar için transmitterler kullanılmaktadır. Bu dönüştürücüler genelde 0-10V veya 4-20mA çıkışlı olarak üretilmektedirler. Bu çalışmada Plastik Enjeksiyon Makinesinin 100- 250 derece arasındaki ısısı kontrol edilecektir. Bu kontrol için K tipi bir termokupl kullanılacaktır. Termokuplün ısıya karşılık ürettiği değer milivoltlar seviyesinde olduğu için bu değerlerin PLC’nin anlayacağı şekilde ayarlanması gerekmektedir. Bu işlem için sıcaklık transmitteri kullanılacaktır. EM231 modülü aldığı analog sinyali 16 bitlik sayıya çevirir. Bu değer -32768 ile +32767 değerleri arasındadır. Sıcaklık için düşünecek olursak 0-10V arasında çıkış veren bir sıcaklık transmitteri maksimum sıcaklıkta 10 Volt, minimum sıcaklıkta ise 0 Volt gerilim üretir. Modül bu değerleri maksimumda 32767 minimumda 0 değerini vererek ifade eder. Tabi bu değer tek yönlü pozitif ölçümler içindir. Yani biz simülasyon ekranında 32767 değerini görüyorsak transmitter 10 Volt veriyor ve maksimum dönüştürebileceği değerdedir demektir. K tipi termokupller milivoltlar seviyesinde gerilim ürettiklerinden PLC’ nin analog girişinin termokupl bağlantı özelliğine sahip olması gerekir. Ancak bizim kullandığımız modül 0-10V girişli bir anolog modül olduğundan sıcaklık transmitteri kullanmak zorundayız. Daha sonra compare komutları kullanılarak istenilen Q çıkışı aktif edilir. Bu çalışmada Q0.1, Q0.2 ve Q0.3 çıkışları, rezistansları belli süreler enerjili tutmak için kullanılmıştır. Analog modüle termokuplün bağlanması Şekil 3.1’de ve bağlantıyla ilgili diğer yapılması gereken switch ayarları Çizelge 3.3’te verilmiştir [21]. Çalışmada kullanılan transmitter ve termokupl bağlantıları Ek-7’de verilmiştir.
Şekil 3.1. Termokuplün analog modüle bağlantısı
Çizelge 3.3. EM231 analog modülü switch ayarları
3.3. Plastik Enjeksiyon Makineleri
Bu çalışmada telefon hattı üzerinden PLC cihazı yardımıyla enjeksiyon makinesinin kontrolü sağlanmıştır. Aslında makineye ait bir kontrol ünitesi bulunmakla birlikte PLC cihazının kullanımı daha önce anlatıldığı gibi bilgisayarla online olabilmesi açısından birçok avantaj sağlamaktadır. Çalışmada kullanılan enjeksiyon makinesine ait resimler Ek-8’de verilmiştir.
3.3.1. Enjeksiyon makinesinin tanımı
Termoplastik malzemelerin enjeksiyon yöntemiyle kalıplanmasında kullanılan makinelere, enjeksiyon makineleri (Resim3.1) denir. Plastik malzemeleri biçimlendirmede "ekstrüzyon kalıplama, rotasyonel kalıplama, basınçta ısı ile biçimlendirme, şişirme ve enjeksiyon kalıplama gibi" teknikler kullanılmaktadır.
Püskürtmeli kalıplama ya da enjeksiyon kalıplama da denilen plastik enjeksiyon işlemi, plastik eşya üretiminde kullanılan ve uygulaması diğer plastik işleme yöntemlerine göre her geçen gün hızla artan en önemli metotlardandır.
Hammaddenin tek bir işlemle istenilen şekilde kalıplanabilmesini sağlaması ve birçok durumda üretilen ürün için son işlem gerektirmemesi, bu metodu seri üretime uygun hale getirmiştir [22].
Resim 3.1. Plastik enjeksiyon makinesi
Enjeksiyon yönteminin avantajları:
* Hızlı bir şekilde mal üretebilir (seri üretim).
* Yüksek hacimlerde mal üretebilir.
* Diğer işlemlere göre düşük maliyettedir.
* Otomasyona uygundur.
* Hemen hemen hiç son işlem gerektirmez.
* Çok değişik yüzey, renk ve şekillerde mal üretebilir.
* Malzeme kaybı (artık) çok azdır.
* Aynı makinede ve aynı kalıpta farklı hammaddelerden üretim yapılabilir.
* Düşük toleranslarda çalışılabilir.
* Kalıba, metal ve ametaller ilave parçalar eklenerek üretim yapılabilir.
* Kalıplanan ürünlerin mekanik özellikleri iyidir.
Enjeksiyon yönteminin dezavantajları:
* Sektördeki yoğun rekabetten dolayı kâr oranı düşüktür.
* Kalıp fiyatları pahalıdır.
* Enjeksiyon makineleri ve yedek parçaları pahalıdır.
* İşlem kontrolü tam olarak sağlanamamıştır.
* Ürün kontrolü makine tarafından direkt ve sürekli olarak yapılamamaktadır.
* Kalite sürekliliği tam olarak tanımlanamamakta ve sağlanamamaktadır.
Resim 3.2 ’de enjeksiyon makinesinde üretilen ürünlerden örnekler gösterilmiştir.
Resim 3.2. Enjeksiyon makinesinde üretilen ürünler
![MOSHE GAMMER, Muslim Resistance to the Tsar (Shamil and the Conquest of Chechnia and Daghestan), Frank Cass Co., Ltd., (Londra 1994), XXIII-452 s. [12 resm+22 hart] (Çara Müslüman Direnişi - Şamil ve Çeçenistan ile Dağıstan'ın İşgali) [Kitap Tanıtımı]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)