Makina emniyetinde kontrolör dünyası

Kontrolör, prosese göre seçilecek olan bir komponenttir. Uygulamadaki giriş-çıkış sayısı, çevresinde haberleşeceği ve bilgi alışverişi yapacağı operatör panel arayüzleri vb. gibi pek çok girdiye göre bu karar verilebilmektedir.

A+ A-

Halil BAŞARAN (Pilz Emniyet Otomasyon Ürünleri Tic. Ltd. Şti. Mühendislik Hizmetleri)

Ülkemizde 2006/42/AT Makina Emniyeti Yönetmeliği’nin kabulü ve 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu’nun çıkışı ile birlikte çalışan sağlığına verilmesi gereken değer, devlet eli ile de olsa kontrol altına alınmaya başlamıştır. Elbette, konunun bilincinde olan ve bahsi geçen direktif veya kanunlar henüz yürürlükte değil iken dâhi bu konularda çalışan pek çok yerli ve yabancı firma bulunmaktaydı.
Makina emniyeti konusunda yönetmelikler minimum gereklilikleri belirlerken, standart üreticileri bu konuda daha spesifik bilgiler sağlamaktadırlar. Makinaların emniyet gereklilikleri hakkında pek çok C tipi standart vardır ki; bu dokümanların içinde yalnızca ilgili makina hakkında bilgi paylaşılmaktadır. Örnek vermek gerekirse; EN 692:2009 Mekanik Pres Standardı içinde robotlar hakkında spesifik bir bilgi bulmak pek mümkün değildir. Bir plastik enjeksiyon makinasının emniyet gereklilikleri için ise, en kıymetli referans bilgi EN 201:2009 Standardı’nda bulunabilicektir. Bu gibi C tipi standartlar, makinanın hareket kabiliyetlerinin kontrol altında tutulması adına pek çok A tipi veya B tipi standarda atıfta bulunmaktadırlar. Bunlardan belki de en kıymetlisi EN ISO 13849-1:2015 Kumanda Sistemlerin Emniyetle İlgili Kısımları Tasarımı Standardı’dır. Bu standartta makina; Input, Logic ve Output olarak ayrıştırılmıştır. Zincirin halkaları gibi tüm birimlerin emniyet gerekliliklerini sağlayıp sağlamadığının öngörülebilmesi için bazı parametreler EN ISO 13849-1:2015 Standardı sayesinde, ihtiyaç duyulan emniyet performans seviyesinin sağlanıp sağlanamadığı kararı verilebilmektedir.
Bu çalışmada, makina emniyeti konusunda kıymetli bir yeri olan ve makinanın beyni olarak tabir edilen kontrolörler hakkında bilgiler paylaşılacaktır.

1. Giriş:
Kontrolör, uygulanması düşünülen prosese göre seçilecek olan bir komponenttir. Uygulamadaki giriş-çıkış sayısı, çevresinde haberleşeceği ve bilgi alışverişi yapacağı operatör panel arayüzleri veya diğer kontrolörlerin tipi, çevresel ortam koşulları vb. gibi pek çok girdiye göre bu karar verilebilmektedir.
Pilz, makina emniyeti kapsamında kontrolör seçimi için iş ortaklarına geniş bir ürün yelpazesi sunmaktadır.
İlk olarak, makinanın emniyetli çalışabilmesi için çevresine yerleştirilecek sensörlerin adedine göre tercih yapılmalıdır. Emniyet sensör adedi üçten az ise, sorunun emniyet röleleri ile çözülmesi en mâkul olan yöntem olacak iken; bu sayı daha fazla ise programlanabilir kontrolörlerin kullanılması, maliyet ve kullanım kolaylığı yönünden tavsiye edilmektedir.

2. Kontrol türleri ve özellikleri:
2.1. Emniyet röleleri:
Çıkış katında kontrol edilecek olan ürünlerin kesme kapasiteleri (motor, valf vs.), tercih edilen terminal tipi, besleme kaynakları (24VDC, 220VAC vs.), röleye bağlanacak emniyetli giriş komponenti gibi pek çok farklı parametreye göre emniyet rölesi seçimi yapılabilmektedir. Emniyet röleleri, endüstrinin uzun yıllar boyunca vazgeçilmezi olmuş ve olmaya da devam eden ürünleridir. EN ISO 13849-1:2015 Standardı’na göre PL c’den PL e’ye kadar emniyet çözümleri sunan emniyet röleleri, akla gelen endüstriyel proseslerin tamamında kullanılabilmektedir.

2.2. Programlanabilir emniyet röleleri:
Emniyet sensör sayısı belirtilen adetlerin üzerinde olan uygulamalarda, programlanabilir emniyet rölesi veya emniyet PLC’leri tercih edilmelidir. Pilz, ‘Programlanabilir Emniyet Rölesi’ başlığı altında; PNOZmulti, PNOZmulti 2 ve PNOZ minimulti gibi kullanıcı dostu ürünlerle çözüm ortaklarına hizmet vermektedir. Bahsi geçen ürünler, sağına ve soluna bağlantılanabilen genişleme (giriş-çıkış, analog veri, hız/duruş/rotasyon yönü izleme, haberleşme) modülleri ile talep edilebilecek uygulamaların pek çoğunda kullanılabilmektedir.
Çevre haberleşme birimleriyle yapılacak bilgi alışverişi için oldukça geniş bir haberleşme ağı mevcuttur. Bunlardan bazıları; ProfiNet, CANopen, EtherCAT, Profibus, EtherNet/IP, Modbus, CC-Link’tir. Her bir ürünün uzak I/O modülleri ile mesafe tanımaksızın sahadan bilgi almaya devam etmesi sağlanmaktadır.
Prosesin spesifik özelliklerine göre özel uygulamalarda da programlanabilir emniyet rölelerinin kullanımı mümkündür. Örneğin; PNOZmulti serisi ile eksantrik/hidrolik presler veya brülör uygulamalarında makinaların emniyet çözümlerinin tek bir kontrolör tarafından yönetilmesi mümkün kılınmıştır.
Özellikle değinilmesi gereken diğer bir husus da onaylı yazılım blokları olacaktır. Yazılım aşamasında kullanılan tüm bloklar, Pilz Ar-Ge Departmanı tarafından geliştirilmiş ve TÜV tarafından onaylanmış sertifikalı bloklardır. Ayrıca, IHS verilerine göre dünya çapında yapılan araştırmaya göre, 2004-2013 yıllarında programlanabilir emniyet rölelerinde Pilz pazarın lideri olmuştur. Şirket, St. Gallen Üniversitesi ve Alman Pazar Liderleri Akademisi tarafından ‘Elektronik ve Elektrik Mühendisliği’ sektörü, ‘Endüstriyel Süreçler İçin Emniyet ve Kontrol Teknolojisi’ kategorisinde ‘2017 Global Pazar Lideri’ olarak yer alıp, bu başarısını günümüze taşımayı başarmıştır.

2.3. Emniyet PLC’leri (PSS4000 serisi):
Pilz’in PSSuniversal kontrol ve I/O sistemleri, çok çeşitli uygulamalarda kullanılabilen ve kullanıcıya maksimum esneklik sağlayan kontrolör grubudur. Emniyet ve standart otomasyon girdilerinin aynı anda değerlendirme kabiliyetine sahip olan PSS serisi kontrol sistemleri, ‘All In One’ tanıtım etiketi ile emniyet otomasyon piyasasındaki yerini korumaktadır.
Diğer Pilz ürünleri gibi PSS serisi kontrol sistemleri de, EN ISO 13849-1:2015 Standardı PL e emniyet performans seviyesine sahiptir. Blue Competence bağımsız kuruluşu tarafından yapılan araştırma ve hesaplamalara göre; PSS serisi kontrol sistemlerinin, emniyet modüllerinin sayısına bağlı olarak piyasada bulunan diğer standart sistemlerle karşılaştırıldığında yüzde 50’ye kadar enerji tasarrufu sağladığı ortaya konmuştur.
PSS4000 kontrol sistemlerinde, emniyet ve standart fonksiyonları için 8192 adede kadar giriş çıkış bağlanarak, çok çeşitli uygulamaların gerçekleştirilmesi mümkün kılınmıştır. Proses gereği ihtiyaç duyulabilecek pek çok veri/sinyal (sıcaklık, ağırlık, enkoder, PID vs.) I/O modüller sayesinde kontrol ünitesine alınarak, yazılımda kolaylıkla değerlendirilebilmektedir.
Zorlu ortamlar, yüksek sıcaklık dalgalanmalarının olduğu yerlerde (-40 °C ile +70 °C) kabin ve iklimlendirme maliyetine gerek bırakmadan, ‘Coated’ versiyonlu PSS4000 T serisi ile çevresel sorunlara çözüm üretilebilmektedir.
Emniyet ve standart program bloklarının kolaylıkla hazırlanabilmesi için kullanıcı dostu bir editörü mevcuttur. Programlamak için ise, farklı formatlarda yazım dili kullanılabilmektedir. Bunlar; EN/IEC 61131-3 ile uyumlu STL (Structred Text Language-Yapılandırılmış Metin), LD (Ladder Diagram-Merdiven Diyagramı) ve IL (Instruction List-Komut Listesi) olarak özetlenebilir.
Kıymetli olan ve paylaşılmasında büyük fayda sağlayacak diğer bilgi ise, donanımdan bağımsız olarak programlanabilmesi sayesinde daha kısa proje çalışma sürelerine olanak sağlayan yapısıdır. Ana modül olarak donanımda yer verilen PSS4000 kontrolörüyle, aynı anda dokuz farklı görev yazılım bloğu emniyetli veya standart olarak derlenebilmektedir.
Avantaj sağlayan yanlarından biri de, SafetyNET p® (RTFN) ethernet üzerinden diğer emniyetli yapılarıyla bağlantı kurulabiliyor olmasıdır. İlave entegre ethernet portu sayesinde, hat topolojisine rahatlıkla dâhil edilebilir bir donanıma sahiptir.
PSS4000, diğer Pilz emniyetli kontrolörleri gibi pek çok farklı haberleşme protokolünde kullanılabilmektedir. Bunlar; CANopen, Profibus, EtherCAT, Modbus TCP, Profinet ve DeviceNet olarak özetlenebilir. Çevre birimleriyle rahatlıkla kurabildiği ağ sayesinde; hata teşhis kabiliyeti yüksek, arıza giderme süreleri çok daha kısa ve üretim devamlılığına hız kesmeden devam edebilen sistemlerin geliştirilmesi artık PSS4000 kontrol sistemleriyle çok daha kolaylaşmıştır.

3. Sonuç:
Günümüzde ‘makina emniyeti’ dendiğinde akla gelen ilk firmalardan olan Pilz, kontrolör ürün yelpazesi ile iş ortaklarına en kaliteli ve standart koşullarını tüm yönleriyle sağlayan çözümler sunmaktadır. Şirket, mühendislik ve danışmanlık ekibiyle, anahtar teslim projeleri iş ortaklarının hizmetine sunmaya tüm Türkiye’de devam etmektedir. Emniyet sistemlerinin makinalarda uygulanması ile birlikte; hem ülke yönetmeliklerinin yerine getirilmesi sağlanıp yaşanabilecek iş kazaları proaktif olarak engellenmekte, hem de standart şartlarına uygun şekilde tasarlanan mimari ile örnek gösterilen üretim proseslerine sahip olunabilmektedir.

Kaynakça:
- Pilz Türkiye resmi internet sitesi https://www.pilz.com/tr-TR.
- Çopur Ergin, 2013 İSİG Bildiri, 23 02 2013-R4.
- Automation System PSS 4000, System Description-No 10001467-EN-06.
- Dünya Pazar Liderliği Araştırması, http://www.weltmarktfuehrerindex.de (erişim tarihi: 12.07.2017).
- Enerji Verimliliği Araştırması, https://www.pilz.com/en-INT/company/quality-environment/energy-environment (erişim tarihi: 11.07.2017).
- Avrupa Harmonize Standartları, http://ec.europa.eu/growth/single-market/european-standards/harmonised-standards_en (erişim tarihi: 14.07.2017).
- TSE, Türk Standartları Enstitüsü, www.tse.org.tr (erişim tarihi: 14.07.2017).