| |
 Hızlı, yüksek hassasiyetli ölçüm teknolojisi, bant hasarının erken tespitini sağlıyor
Beckhoff
Bir konveyör bandının segmentlerinin uç birleşimlerindeki hatalar veya keskin kenarlı cisimlerin açtığı boyuna kesikler, dökme malzeme nakli endüstrisinde ya da madencilikte kullanılan ekipmana kolayca büyük zararlar verebilir. Bu gibi sorunları erken bir aşamada belirlemek ve genellikle ağır onarım masraflarından kurtulmak için ContiTech ve Continental Engineering Services, iki konveyör bandı izleme sistemi geliştirdi. Bu sistemler, sensör verilerinin çok hızlı ve son derece hassas biçimde günlüğe kaydedilmesini ve işlenmesini gerektiriyor. Beckhoff´un EtherCAT ve eXtreme Fast Control (XFC) ürünleri etkili bir çözüm sağlıyor.
Merkezi Almanya, Frankfurt’da bulunan Continental Engineering Services (CES), 2006´dan beri bağımsız mühendislik hizmetleri sağlayıcısı olarak dünya çapında faaliyet gösteriyor. CES, Almanya, Northeim´de bulunan ContiTech Transportbandsysteme GmbH ile birlikte ContiTech tarafından satılan entegre konveyör sistemleri için Conti Protect serisinden iki elektronik bant izleme sistemi geliştirdi. Bu sistemler, otomotiv endüstrisinin zorlu standartlarına göre tasarlanıyor, üretiliyor ve test ediliyor.
İlk sisteme, Birleşim Uzama Ölçümü (Splice Elongation Measurement-SEM) adı verildi. 10 cm´ye kadar kalınlıkta, 4 m´ye kadar genişlikte ve 10 km´ye kadar uzunlukta olabilen konveyör bandı, segmentlerinin aralarındaki birleşimlerdeki ciddi hataları tespit ediyor. Son gelişme ise, Bant Yırtık Tespit (Belt Rip Detection-BRD) Sistemi. Bu sistemle, oluşmakta olan boyuna yırtıklar erken bir aşamada tespit edilebiliyor. Her iki sistem de, acil bir durumda konveyörü durduruyor ve gerekirse, ContiTech personeli tarafından uzaktan bakım yapılabilmesini sağlıyor. Bu şekilde; işletim maliyetlerini optimize etmek, sistem kullanılabilirliğini artırmak ve kaza riskini azaltmak mümkün.
Yüksek konveyör hızlarında test sinyallerini güvenilir şekilde yakalama
Her iki sistem de, elektromanyetik indüksiyon etkisine dayalı. BRD sisteminde, iletken halkalar konveyör bantlarına ısıl işlem ile yerleştirilmiştir. Bu iletken halkalar, bir verici ve alıcı arasında yüksek frekanslı sinyal iletiyor. Bu şekilde yerleştirilmiş bir halka eğer hasar görürse, alıcı tarafındaki sinyal kesiliyor ve sistem kontrolörü bunu tespit ederek, konveyörü otomatik olarak durduruyor. Konveyör bu şekilde çalışırken, bant en yüksek hıza ulaştığında bile, çeşitli izleme noktalarında oluşacak boyuna yırtıklar güvenilir şekilde tespit edilebilmekte. SEM, 40 tona kadar ağırlığı olabilen konveyör bandı segmentlerinin arasındaki bağlantı noktalarının birleşimlerinin hassas uzunluk ölçümünü kapsıyor. Bağlantı noktalarına entegre edilen çelik şeritler indüksiyon etkisini oluşturuyor.
SEM için, ölçüm noktası sayısını konveyör bandı segmentlerinin sayısı tanımlıyor; yaklaşık 50 adet. BRD sisteminde iletken halkalar her ne kadar uygulamaya bağlı olarak bazı durumlarda 100-200 metre aralıklı olsalar da, iletken halkaların her 50 metrede bir yerleştirilmesi ideal. 40 km/sa.´e kadar olabilen konveyör hızları, veri toplama ve örnekleme hızlarında büyük veri yoğunluğu oluşturuyor. BRD, saniyede yaklaşık 2.000 değeri günlüğe kaydediyor ve SEM, uzunluğu milimetreden küçük düzeydeki yüksek hassasiyette ölçmek için konveyör bandının kaçınılmaz titreşimlerini de hesaba katarak saniyede 400.000´e kadar değeri günlüğe kaydediyor.
Kontrol teknolojisi; hızlı, hassas ve sağlam olmalı
SEM, 2010 yılında Beckhoff´un PC tabanlı kontrol teknolojisi yardımıyla veri işleme hızındaki çok yüksek gereksinimleri çoktan karşıladı. CES Endüstriyel Çözümler Bölümü´nden Hans Christian Enders, şöyle konuşuyor: “I/O seviyesine kadar yüksek performanslı, gerçek zamanlı Ethernet iletişimine imkân veren EtherCAT´in önemi kritik. XFC´deki Dağıtılmış Saat ve Zaman Damgası işlevi son derece hassas veri toplamanın temelini oluşturuyor. SEM ile edindiğimiz harika deneyime dayanarak, BRD sistemi için de yine Beckhoff teknolojisini kullanmaya karar verdik.”
Teknolojinin üstün performans sunmakla kalmadığını, aynı zamanda çok sağlam olduğunu aktaran Enders, “Beckhoff teknolojisini yıllardır en zorlu koşullar altında kullanıyoruz. Yüksek EMC, konveyör bandı toz ve titreşim yükleri, büyük sıcaklık dalgalanmaları ve yüksek nem bunlardan bazıları. Hiçbir teknik sorun yaşamadık. Örneğin; Şili´de 3.000 metredeki bir bakır madeninde kontrol teknolojisi aşırı sıcaklık ve partiküllü maddeye mâruz kalıyor. Dahası, sistem bu dayanıklılık testini yalnız IP 67 koruma sınıflı kabin içinde değil, açıkta da geçti. Çünkü, kapaklar haftalarca açık bırakılıyor. BRD sistemi aynı zamanda, Borneo´daki açık ocaklı kömür madenindeki gibi aşırı sıcaklık ve yüksek nem koşullarıyla da başa çıkabiliyor. IP 65 koruma sınıflı ön yüze sahip yerleşik CP6202 Panel PC hiçbir şekilde sorun çıkarmıyor; uzun zaman temizlenmediğinde veya büyük, yüksek güçlü sürücülerin oluşturduğu EMC yüküne mâruz kaldığında bile.”
Hızlı veri iletişimi ve hızlı mühendislik
Görselleştirme amacıyla TwinCAT otomasyon yazılımı ve TwinCAT PLC HMI ile donatılmış kontrol sistemi olarak 15 inç dokunmatik ekranlı CP6202 Panel PC kullanılıyor. Modüler I/O seviyesini, aşırı hızda örnekleme (oversampling) özellikli EL3702 XFC analog giriş terminalinin de dâhil olduğu EtherCAT terminalleri sağlıyor. Özel aşırı örnekleme veri tipleri, bir iletişim döngüsü dâhilindeki proses değerlerinin birçok kez taranabilmesini ve tüm verilerin bir dizilim (array) içinde aktarılabilmesini sağlıyor. Aşırı örnekleme faktörü, bir çevrim içindeki örnekleme sayısını ifade etmektedir.
Konveyör bandı izleme sistemlerinde aşırı örnekleme değeri 100´dür. Yani 1 ms´lik döngü süresinde 100 örnekleme yapılır. Bu, Endüstriyel PC´ye olağanüstü işleme hızıyla büyük miktarlarda verinin aktarılabilmesini sağlar: BRD sistemi için saniyede 2.000 ve SEM sistemi için saniyede 400.000 sinyal.
EtherCAT protokolünün, son derece güçlü olmakla birlikte fiber optik kablo üzerinden haberleşmeyi de desteklediğini ifade eden Hans Christian Enders, sözlerini şu şekilde sürdürüyor: “Bu bizim için özellikle önemli. Çünkü, sahadaki ölçüm noktalarının bir kısmı kontrol kabinlerinden birkaç yüz metre uzaklıkta olabiliyor.”
SEM´in geliştirilmesinde hız da önemli bir rol oynadı. Şirketin ilk sistem için, sensör geliştirme dâhil, sadece altı ayı vardı. Enders şöyle devam ediyor: “TwinCAT çok yardımcı oldu. Kullanışlı programlama arabirimi ve mevcut yazılım bileşenlerinin veya fonksiyon bloklarının kullanımı sayesinde, geliştirme süresini büyük ölçüde azaltmayı başardık. TwinCAT scope fonksiyonu kullanılarak, adım adım hataları ayıklayarak arızaları gidermenin kolaylaşması, sinyal analizi ve kullanıcı dostu kavisli ekran gibi ek özellikler de önemli konular arasında. Bu, donanımın doğru kurulup kurulmadığının kısa sürede kontrol edilmesi ve devreye alma aşaması için oldukça önemli bir faktör.”
Kontrol sisteminin ölçeklenebilirliği ve açıklığı
Enders´in açıkladığı gibi, CES, PC tabanlı kontrol teknolojisinin hızlı ve gerçek zamanlı olmasının yanı sıra, ölçeklenebilir ve açık bir sistem olması son derece yarar sağladı. Kontrol teknolojisi farklı müşteri taleplerine göre kolayca uyarlanabiliyor. Örneğin; Profibus veya CAN temelli bir istemci veri yapısını, gerçek veri işlemede gereken EtherCAT iletişimine ilişkin kısıtlamalar olmadan, uygun I/O terminalleri üzerinden entegre etmek oldukça basit.
PC tabanlı kontrol teknolojisi aynı zamanda, doğası gereği IT teknolojilerinden yararlanmak noktasında da açıklık gösteriyor. Örneğin; dünya çapında kurulu konveyör sistemlerine uzaktan bakım araçlarını kullanılarak büyük bir çaba harcamadan uygulamaya ilaveler yapılabiliyor. Bu, zaman ve yolculuk giderlerinde önemli derecede tasarruf sağlıyor. Ölçüm noktalarının görsel olarak izlenebilmesi için sisteme TwinCAT SMTP sunucu üzerinden web kameraları eklemek mümkün.
Gelecek için daha fazla potansiyel gören Hans Christian Enders, “TwinCAT 3´e geçişle Visual Studio® entegrasyonundan da yararlanacağız. Biz TwinCAT 3´ü kullanmaya başlamadan önce bu geliştirme aracıyla yazılmış bir ilk uygulama hâlihazırda mevcut. Onu endüstriyel radar sensörlerimiz çerçevesinde kullanıyoruz ve TwinCAT 3´ü giderek daha fazla kullandıkça, bu çözümü daha da verimli ve değerli hale getireceğiz” diyerek sözlerini noktalıyor.
|
