5 Endüstriyel Otomasyon Teknolojileri

Endüstriyel Otomasyon Teknolojileri Full Otomasyon Dergisi Co-MERCX yayını 1. Endüstriyel Otomasyon Teknolojileri Endüstride otomatik üretim yapan makinelerin bakımı, onarımı, programlanması ve temel olarak imalatı, otomasyon sistemlerinin ağ yapılarını kullanarak üretimin ölçümü, izlenmesi ve denetlenmesi için donanım ve yazılım işlemlerini yapma yeterliklerini kazandırmaya yönelik teknolojileri kapsar. Endüstriyel sistemlerin planlanan sırayla kontrol edilmesini ve gerçek zamanlı gözlemlenmesini sağlayan süreç endüstriyel otomasyon olarak adlandırılabilir. Endüstriyel otomasyon 2 başlık altında incelenebilir. a. Röleler, kontaktörler ve sayıcılar gibi mekanik elemanları içeren klasik kumanda metodu, b. Üretim maliyetini azaltması, kolay kurulumu, kalite ve güvenirliği artırması sebebiyle sanayinin bütün alanlarında yaygın olarak kullanılan PLC tabanlı otomasyondur. Üretim ve imalat sektöründe yaşanan amansız rekabet, firmaları düşük kar marjları ile çalışmaya zorunlu kılmaktadır. Kaliteden ödün vermeden düşük maliyetli üretim yapmanın yolu günümüzde otomasyondan geçmektedir. Robot için yapılan başlangıç yatırımı, kısa bir sürede kendini öder ve işletmenin çok daha fazla kâr elde etmesini sağlar. Dolayısı ile bu yatırımdan korkmamak, ilk adım olmalıdır. Türkiye’de bu değişim rüzgarları eserken, işletmelerin itidalli bir şekilde büyümeyi hedeflemesi gerekir. Öncelik daha fazla tezgâh almadan önce, bu alandaki yenilikleri tanımak olmalı, modernleşmeye izin verilmelidir. Firmaların maliyeti düşürmelerinin en temel yolu işçilik ve hatalı üretim maliyetlerini en aza indirmelerinden geçmektedir. PLC kontrolü makine üzerinde oluşabilecek kullanıcı hatalarını en aza indirmesi ve güvenli kullanım sunmasının yanında yapılan imalatların aynı standartta olmasının da en kolay yolu olarak uygulanmaktadır. Birçok firma tesisinde yapılan işlerin otomatikleştirilmesi çok daha az maliyet ile gerçekleştirilecekken yanlış kararlar sonucunda yeni otomasyon kurulum projelerine imza atılıyor. Öncelikle tesisin uzman kişiler tarafından incelenerek, uygulanabilecek makine otomasyonu ve proses otomasyonu projeleri kontrol edilmelidir. İşletmelerin önemli bir kısmı, manuel işlemlerinden dolayı yıllık %20 oranında verim kaybı yaşamaktadırlar. Sahip oldukları robotlu endüstriyel tesisler ilk günkü kurulumdan sonra neredeyse hiç kontrol edilmeden yıllarca çalışmıştır. İş süreçlerindeki değişimler tesise yansımamış, belki de manuel halledilmeye çalışılmıştır. Otomasyon proje ekibi, tesisi analiz ederek gerekli iyileştirmeleri sizlere sunmaktadır. Sahip olunan robotlu endüstriyel tesisler için; hızlandırma, iyileştirme çalışmaları, kalite ve verimlilik artırımı çalışmaları ve ekipman entegrasyonu çalışmaları yapılarak daha iyi ürünü, daha kısa sürede 1

Endüstriyel Otomasyon Teknolojileri Full Otomasyon Dergisi Co-MERCX yayını üretmeniz mümkündür. Genelde tesislerde yapılacak 2 iş vardır; Makine ve proses otomasyonu yada projeye yönelik daha geniş otomasyon konfigürasyonudur. a. Makine & Proses Otomasyonu: Otomasyon Proje yetkilileri tarafından yapılacak olan incelemeler sonrasında tesisinizde uygulanabilecek makine otomasyonu ve proses otomasyonu projeleri belirlenmektedir. Mevcut otomasyon sisteminizdeki iyileştirmeler yapılabileceği gibi tüm tesisin otomasyonu konusunda da profesyonel çözümler üretilmektedir. b. Projeye Özel Otomasyon Konfigürasyonu: Yazılım ve otomasyon alanlarında yenilikçi yazılım hizmetleri sayesinde otomasyon konfigürasyonu işlemlerini, profesyonel çözümler üreterek hızlı ve kolay bir şekilde gerçekleştirilmektedir. Kullanıcıların, sezgisel işletim ile etkin bir şekilde çalışmasını sağlayarak, kullanılabilirliği yüksek otomasyon yazılımları sayesinde kolay ve kullanıcı dostu interaktif çözümler sunulmaktadır. 2. Otomasyon için Endüstriyel Yazılımlar a. PLC Yazılımları: Programlanabilir Mantıksal Denetleyici (Programmable Logic Controller-PLC), yada Programlanabilir Kontrol Cihazı; algılayıcılardan aldığı bilgiyi kendine verilen programa göre işleyen ve iş elemanlarına aktaran bir mikro işlemci tabanlı bir cihazdır. PLC’ler üretim hızı ve otomasyonu sağlaması açısından üretime büyük bir ölçüde katkıda bulunmaktadır. Başlangıcından itibaren PLC'ler, insanlar ve makineler arasında kritik bir bağlantı işlevi görerek endüstriyel otomasyonun kilit taşı olmuştur. Kontrol mimarisi değişmeye ve ağ teknolojisi gelişmeye devam ederken bu değişiklikler, kurulu ve taşınabilir bir programlama ortamından faydalanan entegre HMI-PLC'leri desteklemiştir. Dünya üzerinde birçok marka PLC üretmiştir. Bunlardan bazıları ise Siemens, Eaton, ABB, Delta, Mitsubishi, Omron, Hitachi, Schneijder, Bosch, Fatec, GE, Yaskawa, Allen Bradley ‘dir. 2

Endüstriyel Otomasyon Teknolojileri Full Otomasyon Dergisi Co-MERCX yayını Bir PLC, G/Ç ile kontrol ettiği ortam ile etkileşim içindedir. PLC girişleri farklı türlerdeki sensörler, anahtarlar ve diğer kontrol cihazlarından sinyalleri kabul eder. PLC, kendi ortamında işlem yapmak için kendi gücünden faydalanmak amacıyla yazılan programla bağlantılı olarak bu giriş sinyallerinin değerlerine dayalı kararlar alır. Tarihsel olarak PLC programları, röle tabanlı kablo şemasına çok benzeyen bir dil olan merdiven lojiğinde oluşturulur. Ancak modern PLC programlama merdiven lojiğiyle sınırlı değildir. PLC'ler daha az donanım gereksinimi, daha fazla verimlilik ve daha az israf gibi çok sayıda performans faydası sağlar. Modern PLC'ler, fabrika seviyesinde daha az varlık tüketen ve bağımsız kontrol uygulamaları olarak özelleştirilebilecek son derece özel çözümlerdir. Dahili bir kontrol cihazı olarak PLC'ler, daha az kabin alanı kullandığından kurulumu kolaylaştırır. Ayrıca birçok PLC'nin görsel terminalleri makine/operatör etkileşimini ve üretim verimliliğini artırır. Örneğin PLC'lerin kullanımı kolay arayüzleriyle birlikte yerel ekranlar, makine operatörleri için basit talimatların yanı sıra alarm izleme ve/veya formül yönetimini desteklemek için veri girişi yolları sağlar. Programlanabilir mantık denetleyicisi (PLC) pazarı, 2020'de 11,21 milyar ABD doları değerindeydi ve tahmin dönemi boyunca (2021 - 2026) % 5,3 YBBO ile 2026 yılına kadar 15,58 milyar ABD dolarına ulaşması bekleniyor. 3

Endüstriyel Otomasyon Teknolojileri Full Otomasyon Dergisi Co-MERCX yayını PLC sistemlerinin konuşlandırılması, hataların tanımlanmasını ve düzeltilmesini sağlar ve insan müdahalesi olmadan bile hızlı yanıtlar başlatabilir. Bu nedenle, bu otomatik PLC sistemlerinin makine arıza süresini % 20'den neredeyse % 4'e düşürmeye yardımcı olacağı tahmin edilmektedir. b. HMI Yazılımları: İnsan-Makine Arayüzü (HMI) yazılımları ile yeni imalatlarınız, çalışma sürecinde otomasyon alanında ihtiyacınız olan tüm makina, makina parkuru, bina otomasyonu ve tesis çalışmalarında sisteminize özel çözüm odaklı faydalar sunmaktadır. c. SCADA Yazılımları: Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) “Merkezi Denetleme Kontrol ve Veri Toplama” olarak adlandırılan SCADA alanında, endüstriyel kuruluşlar için profesyonel çözümler sunarak yazılım ve donanım öğeleri konularında sistemsel hizmetler sunar. Bunlar; Endüstriyel süreçleri yerel olarak veya uzaktan kontrol etmenizi sağlar, gerçek zamanlı verileri izleme, toplama ve işleme işlemlerini gerçekleştir, sensörler, vanalar, pompalar, motorlar ve daha fazlası gibi cihazlarla doğrudan etkileşim kurmanızı sağlar, olayları bir günlük dosyasına kaydetmenize imkân tanır. Fabrika otomasyonlarında gerekli olan SCADA sistem ihtiyaçları ve istekleri için; sistem entegratörü olarak çalışılan SCHNEIDER SCADA ve SIEMENS SCADA, ABB SCADA, ROCKWELL SCADA vb. birçok markanın ürünü piyasada kullanılmaktadır. SCADA’nın temel mantığı tüm üretim aşamalarının tek merkezden gözlenmesi, denetlenmesi, veri toplanması- raporlanması ve ünitelerin kontrol edilebilmesidir. Sağladığı bu özelliklerden dolayı büyük kullanım alanına sahiptir. Fabrika otomasyonlarına ilgi Endüstri 4.0 ile daha da artmıştır. Gelişen teknolojiler sayesinde fabrikalar tamamen dijitalleşip akıllı sensör, akıllı motor v.b ürünlerin kullanımı artmıştır. Fabrika otomasyonları (proses otomasyonları) yenilikçi yapılarıyla hem maliyet hem de kalite açısından çok fayda sağlamaktadır. 4

Endüstriyel Otomasyon Teknolojileri Full Otomasyon Dergisi Co-MERCX yayını Otomasyon sistemlerinde sıklıkla karşılaştığımız SCADA (Scada Control and Data Acquisition) genel anlamda danışma, kontrol ve veri toplama sistemlerini görsel olarak izleme ve kontrol edebilme sistemidir. Bir SCADA sistemi, tesislerin hem yerel hem de uzaktan denetlenmesine ve kontrol edilmesine olanak sağlayan yazılım ve donanım bileşenlerinin bir koleksiyonudur. Bilindiği gibi bilgisayarlardan ve haberleşme aletlerinden genel anlamda denetlenebilen ve kontrol edilebilen bir sistemin aslında genel adı diye de özetlemek mümkün. Genel olarak enerji SCADA ’sı ve proses SCADA ‘sı diye ikiye ayrılıyor. Bu şekilde genel anlamda işleniyor. Enerji scadasının içerisinde su, doğalgaz ve elektrik yer alırken, proses scadası içerisine de tesis ve fabrika gibi otomasyon sistemleri geliyor. Scada Bileşenleri ➢ Alarm sistemi ➢ Veri analiz ve raporlama sistemi ➢ İletişim sistemi ➢ Kontrol merkezi (Merkezi sunucular) ➢ Kullanıcı arayüzü (Grafik arayüz) ➢ İzleme sistemi SCADA’nın İşlevleri: a. Otomasyon: Çoğu ürün, eylemlerin olaylar tarafından otomatik olarak tetiklenmesini sağlar. SCADA ürünleri tarafından sağlanan bir betik dili, bu işlemlerin tanımlanmasına izin verir. Genel olarak, belirli bir ekranı yükleyebilir, bir e-posta gönderebilir, bir uygulama veya kullanıcı tanımlı bir komut dosyası çalıştırabilir ve yazabilirsiniz. b. Erişim Kontrolü: Kullanıcılar, sistemdeki işlem parametreleri için ve çoğu zaman ürüne özgü işlevler için tanımlanmış okuma / yazma erişim haklarına sahip olan gruplara atanır. c. İnsan-Makine Arayüzü HMI: İnsan-Makine Arayüzü (HMI), sinoptik diyagramlar ve metin kombinasyonlarını içerebilen çoklu ekranları destekler. Uygun ayrıcalıklara sahip kullanıcılar için çevrimiçi yapılandırma ve HMI’nın özelleştirilmesi mümkündür. Bir görünümden diğerine gitmek için ekran sayfaları arasında bağlantılar oluşturulabilir. 5

Endüstriyel Otomasyon Teknolojileri Full Otomasyon Dergisi Co-MERCX yayını 3. Endüstride Robot Destekli Otomasyon Uygulamaları: Gelişen teknoloji, sensörler, elektronik karar mekanizmaları ve mekanik uygulayıcılardan oluşan robotların iş istasyonları arasında hareket ettirilerek robotik sistemler alanında profesyonel yazılım desteği sunulmaktadır. Endüstriyel Robotlar ile geliştirilen Sistemler; Robotik taşıma, paletleme ve paketleme, robotik montaj, robotik tezgâh besleme, robotik yüzey işleme, boyama, robotik kesim işlemi, robotik ısıl işlem, robotik kaynak vb. a. Robotik Taşıma, Paletleme ve Paketleme: Robotik Taşıma, Paletleme ve Paketleme; iş güvenliği ve insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkiler açısından robotlarla yapmak daha avantajlıdır. Üretkenliği artıracak ve tasarruf edebileceğiniz standart ve özelleştirilmiş paletleme sistemleri tasarlanır. Robotik Paletlemenin modüler tasarımı esneklik, yüksek verim ve kolay kullanım sunar. Ürünü tutmak için, tutucular vakum ve gripper tipli olabilir. Bu sistemlerde konveyör ve besleme sistemleri ile takviye edilir. b. Robotik Montaj: Robotik Montaj, Otomotiv sektöründe sık görülmekle birlikte, yalın endüstriyel süreçler için kullanılır ve üretim dünyasında üretim yeteneklerini genişletir. Bir montaj hattı robotu, üretim hızını ve tutarlılığını önemli ölçüde artırabilir, ayrıca işçileri sıkıcı ve tekrarlayan zorlu montaj hattı işlerinden kurtarır. c. Robotik Tezgâh Besleme: Robotik Tezgâh Besleme, yüksek düzeyde tutarlılık gerektiren zorlu ve tehlikeli tekrarlanan işler için planlanır. İşçileri sıkıcı, yaralanmaya neden olan işlerden korur ve tesislerde güvenlik seviyelerini yükseltir. CNC, Pres Hatlarında otomatik ürün yükleme ve boşaltmayı yüksek hızlı ve esnek ürün değiştirme imkanları sunar. Günümüzde, döküm besleme, dövme besleme, honlama besleme, enjeksiyon besleme, freze-pres-CNC besleme yaygınlaşmıştır. 6

Endüstriyel Otomasyon Teknolojileri Full Otomasyon Dergisi Co-MERCX yayını d. Robotik Yüzey İşleme, Boyama: Robotik yüzey işleme; taşlama, zımparalama, çapak alma, delik delme, diş açma uygulamalarını kapsar. Havacılık ve uzay endüstrisinden gemi endüstrisine kadar değişen çeşitli uygulamaları vardır. Boyanmadan önce nesneleri işlemek için kullanılabilir. Kalıplanmış parçaların veya kompozit malzemelerin zımparalanması için de yararlıdır. Ayrıca, tabanca, pompa gibi spreyleme veya yapıştırma ekipmanları ile yapılacak işlemler artırılabilir. 3 Boyutlu İşleme, strafor, ahşap ve mermer gibi yüzeyleri işleme uygulamalarında kullanılmaktadır. e. Robotik Kesim İşlemi: Robotik kesim, malzemeyi bir iş parçasından çıkarma veya iş parçasını daha küçük, farklı parçalara bölme işlemidir. Kesme robotları hızı arttırırken son derece hassas ve doğrudur. Azalan kesme hataları ürün israfını azaltır. Ürün özelliklerinize göre Lazer kesim (CO2 lazer kesim, Fiber lazer kesim), plazma kesim, su jeti kesim, spindle kesim ve ultrasonic kesim uygulanabilir. 7

Endüstriyel Otomasyon Teknolojileri Full Otomasyon Dergisi Co-MERCX yayını f. Robotik Isıl İşlem: Robotik Isıl işlem, bir bileşenin çalışma ömrüne fayda sağlayan örneğin artan yüzey sertliği, sıcaklık direnci ve mukavemet gibi özellikler kazandırmak için çelik ve alüminyum gibi metallerin ve alaşımların mikro yapısını değiştirmek için kullanılan kontrollü bir işlemdir. Alevleme Ünitesi ile Otomotiv sanayinde plastik parça üretiminde boya öncesi parça yüzeyini boya prosesine uygun hale getirmek için robotlu alevleme uygulaması kullanılır. g. Robotik Kaynak: Robotik Kaynak, özel robotik kolların ve otomatik kaynak ekipmanının çalışmasını içeren otomatik bir kaynak işlemidir. Robotik kaynak, sürekli kaynak kalitesi ve artan üretim kapasitesi gereksinimlerini karşılar. Robot sistemleri 7/24 çalışmak için kullanılabilir. Otomotiv endüstrisi gibi yüksek üretim uygulamalarında direnç nokta kaynağı ve ark kaynağı için yaygın olarak kullanılır. Şu anda kaynaklı imalat yapan her sektörde bir kaynak robotu görmek kaçınılmaz olmuştur. Mech. Engr. Erdinc Cihan Autoweld Advisor Co-MERCX Machinery Ltd Weldermaster Robotic www.commercx.com 8