ENDÜSTRİYEL ELEKTRONİK

1973 yılında endüstriyel dizgelerin (sis tem) gelişimi konusunda anahtar sözcük, özdevim (otomasyon) oldu. İkinci nesil de netim dizgeleri (kontrol sistemleri) ve tiristor özellikle dikkatleri üzerlerine çektiler.

Genişleyen uygulama alanları ve azalan fi yatları nedeniyle özdevimsel teknik araç ların satışları çok arttı. Bu fiyat azal masında en büyük etkenlerden biri özdevi min temel unsurlarından biri olan bilgisa yar fiyatlarındaki düşme idi. Bilgisayar fiyatları son 23 yılda 10~2 gibi inanılma yacak bir fiyat eksilme çarpanı ile azal dı.

Günümüzde bilgisayar yalnızca üretim dene timi, montaj ve malzeme iletiminde değil, aynı zamanda deney, zaman paylaşımı, kay nakların dağılımı ve yönetim bilgi dizge lerinde de kullanılıyor. Özdevim eğilimi en belirgin biçimde makine araçları endüst risinde gözlenebilir. Bu alandaki 150 fir mayı kapsayan uzun bir araştırmanın sonu cunda "1980 yılında özdevimsel fabrikala rın geniş ölçüde yaygınlaşacağf belirtili yor. Böylece daha yüksek üretim hızı, nite lik denetimi ve düşük maliyetlere ulaşıla bilecek.

Belirtilmesi gereken bir nokta bilgisaya rın, özdevimin gelişiminde bir üst basa mak olduğu, özdevimin ileriki gelişiminde, denetim dizgelerinde koşut (paralel) süreç ve öncelikli diziler gibi kavramların daha büyük önem kazanacaklarıdır.

Endüstriyel Denetim

1973 yılında endüstriyel denetim alanında özdevimin gelişimi çok hızlı oldu. Alışı lagelmiş röleler yerlerini çok verimli ya rı iletkenlere 1973 öncesinde bırakmış lardı. Geçen yıl ise bu mantık devreleri "programlanan mantık denetleyiciler" ile değiştirildi. Programlanan denetleyicile

rin temel özellikleri çok kolay program lanmaları ve yüksek güçlü giriş çıkış bi rimleri ile' dolaysız bağlantı yapabilmele ridir. Şekil l'de çeşitli denetleyici diz geler karşılaştırmalı olarak verilmektedir. 1972 Ocağında ABD'de yalnızca 200 program lanan denetleyici varken 1974 başında bu sayının 3000'e ulaşması gelişimin hızını göstermesi yönünden ilginçtir. İkinci Nesil Denetleyiciler 1973 yılında fiyatları 8 000 100 000 TL a rasında değişen 25 çeşit programlanan de netleyici, pazarın büyük bir kısmını elle rinde tuttular. Giriş/çıkış kapasiteleri 2 0 2 000 arasında değişen araçlar 18 fir ma tarafından imal edildi. Bu programlanan denetleyicilerin önde gelen birkaç modeli ni biraz daha yakından inceleyelim.

Bu sayj.nu.zin Elektrik Elektronik 74 özel bölümünün hazırlanmasında kendi olanak larımız yanında aşağıdaki kaynaklardan yararlandık. Electronics and Power, 11 temmuz 1974 ITU Telecommunications Journal, temmuz 1974 Siemens Basın Bülteni 4035, 1974 fBTAK Elektronik Araştırma

Ünitesi Bülteni, 1, nisan 1974 Electronics and Power, 10 ocak 1974 IEEE Spectrum, ocak 19 74 Siemens Review, şubat 1973 Electronics and Power, ocak 1971

DEC Industrial 14/30 ve 14/35 modellerinin önemli özellikleri 4096 8192 kelimelik yazoku bellekleri ve giriş/çıkış uçlarının teker teker artırılabilmesidir. VT14 ola rak adlandırılan 90 000 TL'lık bir prog ramlama terminali de DEC firmasının 1973'de piyasaya sürdüğü önemli bir yenilik. VT14,

Bilgisayar/ mimbilglsayar mantık denetleyiciler

Çok geniş programlama olanağı programlama b i l g i s i g e r e k t i r i r .

Bilgisayar veya önce lik li denetim olanağı verir

Aritmetik fonksiyonları vardır.

Çok pahalıdır.

Programlanan mantık denet leyiciler

Programlanır, programlama b i l g i s i gerektirmez. Endüstrinin koşullarına dayanıklıdır.

Giris/cıkıs kontak kapama veya ömeksel düzey sezme i l e d i r .

Bilgisayarla denetlenebilir.

Hızı 1 kHz'dir.

Pahalıdır.

Y arıiletken mantık denetleyiciler

İ let kenler bağlanarak programlanır. Değiştirilebilir birimler halindedir. Hızı 10 HHz'dir. Pahalı değildir.

FX denetleyicilerinin en önemli özellikle rinden biri kumanda düğmelerinin dizgenin ana ünitesi üstüne yerleştirilmiş olması, böylece pahalı programlama terminallerine gerek olmamasıdır.

Endüstride kullanılan bilgisayarları, fab rikaların çetin çevre koşullarında korumak için de birçok teknolojik yenilikten ya rarlanılmakta. Araçların mekanik dayanık lılığı yanında bir önemli unsur da yalıt kanlıkları. Bu konuda optik izolasyonun sağladığı geniş olanaklardan yararlanılı yor. Günümüzde 3500 volt'luk izolasyonlar bile optik izolatörler aracılığı ile sağlanacaktır.

Düşük Fiyatlı Denetleyiciler

Programlanan denetleyicilerin çalıştırılma larının kolay olması yanında boyutlarının küçülmesi (örneğin 50 x 40 x 17,5 cm ka dar) ve fiyatlarının diğer dizgelere göre büyük bir düşme göstermesi de geniş ölçüde kullanılmasına yol açtı (Şekil 2 ) .

II

Gürültüden etkilenmez.

G ü v e n i l i r li k l e r i azdır, 106 çalışmada

ömürleri tükenir.

E l e k t r o * kanik röleli dizgeler

Hı z l a r ı 33 Hz kadardır.

M a liy e t le r i dUsüktür ama tasarımlama ve fabrikasyon cabası büyüktür.

Şekil 1. Denetim dizgelerinin çeşitli özellikleri yönünden karşılaştı" rıİmal arı.

verileri, denetleyici belleğine girmeden veya devreye girdikten sonra bir katot ı şınlı tüp ekranında gösteriyor. Ekranda yer alan şekilden, devreden gelen bilgiler le devre hakkında belleğe depolanmış bilgi leri izlemek, böylece örneğin 80 kontak a rasında bozuk olan kontağı bulmak olanaklı.

Modicon firmasının Model 184'ünün en önde gelen özellikleri, üretim sürecinde çalış ma zamanı, makinelerin ömürleri, aşınma ları gibi parametreleri denetlemesi ve ön ceden kaydedilmiş 1000 kadar bildiriyi saklayan bir yazıcıya sahip olmasıdır.

40 60 80 1 0 0 1 2 0 Uenetim Fonksiyonları

Şekil 2. Çeşitli denetim dizgelerinin fi yatlarının fonksiyon sayısıyla ilişkisi.

Örneksel Denetleyiciler

Standart bir programlanan denetleyici 0 1 mantığıyla çalışan basit bir Boole bilgi sayarıdır. Bunun dışında daha karmaşık bir endüstriyel denetleyiciler dizisi vardır ve bunlar örneksel bilgileri işleyebilir, denetleyebilir, basılı kopyalar veya katot ışınlı tüplerde görüntüler verebilir. Fi yatlarının genel amaçlı minibilgisayar lardan düşük olmasına karşılık, örneksel denetleyiciler çok önemli denetim işlerin de başarı ile kullanılabilecek nitelikte dirler. Örneğin dünyanın en büyük iki e lektrikli fırını birer örneksel dizge ta rafından denetlenmektedir.

Denetim alanındaki gelişimi kısaca özet lersek iki farklı eğilim olduğunu belirt meliyiz. Bir yandan çok sayıda, ucuz ve küçük kapasiteli, diğer yandan, az sayıda da olsa birkaç çevre ünitesi, daha çok bellek ve aritmetik işlem kapasitesi iste yen fakat minibilgisayarları pahalı bulan firmalar için karmaşık ve gelişmiş denet leyiciler yapımına yönelinmektedir.

Sayısal Denetimdeki Gelişmeler

1973 yılında sayısal denetim, dolaysız sa yısal denetim ve bilgisayar denetimi alan larında çok büyük atılımlar oldu. 1973 Ey lülünde ilk "gerçekten" bilgisayar dene timli takım tezgâhı (machine tool) piyasa ya sürüldü. Geliştirilen dizgelerde bir dolaysız sayısal denetim ünitesi 10 15 tezgâhı, bir bilgisayar denetimli ünite i se 1 4 tezgâhı denetleyecek hale getiril di. Bunların dışında bilgisayar katkısı ol madan tezgâhları denetleyen, delikli şe ritlerle programlanan sayısal denetleyici ler fiyatlarının azlığı nedeniyle geniş ölçüde kullanılıyor.

1970'de piyasaya sürülen dolaysız sayısal denetim dizgeleri pahalı olmaları ve prog ramlama bilgisi gerektirmeleri nedeni ile şimdiye dek yaygınlaşamadı. İlerde daha u cuz minibilgisayarlar yardımıyla denetimin daha hızlı ve verimli bir gelişim göster mesi beklenmelidir.

Yapım Teknolojisi

Yüksek nitelikli malların çok büyük bir hızla yapımı günümüz endüstrisinin temel amacıdır. Bu konuda elektronik endüstri

sinde, parçaların saatte 7000 tanelik bir hızla baskı devreler üstüne yerleştiril diğini, yarıiletkenlerde bile 3000 tane/saat' lik hızlara ulaşıldığını belirtmek yeterlidir sanırız. Bu yüksek hızlarda denetimin de ancak bilgisayarlarla gerçek leştirilebileceği açıktır. Yapımın öndegelen sorunlarından biri ve yapım giderlerinin % 5 30'unu tutan bir alan da mamulün denenmesidir. Çok kolay programlanan özdevimsel deney (otomatik test) araçları, yüksek hızda deney yapa bildiği gibi, giderleri de azaltıyor. Bu konuda önemli gelişimleri otomotiv endüst risinde izliyoruz. Özdevimsel üretim ol madan otomotiv endüstrisinin günümüzdeki hızlı üretim ve nitelik denetimi sorunla rını çözemiyeceği bilinen bir gerçektir. Tezgâhların denetimi dışında karbüratör ya da püskürtme, motor, elektrik donanımı ayarları, çarpışma deneyleri için de diz geler geliştirildi. 18/30 merkezi bilgisa yarı, SPC 12 ve SPC 16 minibilgisayarları motorun dönüş hızı, momenti, yağ, hava ba sınçları, yakıt hava akış hızlarını ölç mekte ve denetlemekte kullanılıyor. Tasarım sırasında modellemenin önemi de gittikçe artmakta. Cam, çelik, madencilik ve çimento endüstrilerinde modelleme ile yalnıeca süreç denetimi değil, makinelerin aşınmasına karşı alınacak önlemlere de ka rar veriliyor, tasarımlar geliştiriliyor.

Şekil 3. Tiristorla sürülen, çok düşük hızlı, yüksek momentli, ayarlana bilir frekanslı, 8750 beygir güç lü senkron motor (St. Lawrence Çimento Fabrikası, Ont., Kanada).

Katı Hal Teknolojisi

1973 yılında endüstriyel elektronikte en hızlı gelişen alanlardan biri, başta ti ristor ve güç denetim dizgeleri olmak üzere katı hal teknolojisi idi. Tümleşik devre teknolojisindeki ilerlemeler de karmaşık denetim işlevlerinin geliştirilmesine yol açtı.

50 100 mm çaplarındaki tiristor dizileri nin piyasaya sürülmesi bu alandaki en bü yük adımdır. Çapları 40 mm olan, yükselti ci geçitlere sahip tiristorlar yüksek fre kans/yüksek güç endüksiyon ısıtması'nı o lanaklı kıldı ve özellikle yarıiletken ya pım sürecinde bütün dünyada kullanılmaya başlandı.

Geliştirilen bir enerji denetleyicisi ki lovat düzeyinde bir imin zamana göre in tegralini almakta, önceden belirlenen bir enerji değerine ulaşıldığında gücü kesip bildiri vermektedir.

Enerji üretimi alanında ise bir Kanada firması, yüksek gerilim doğru akım lamba larına, ışık ateşlemeli tiristorların uy gulanabileceğini kuramsal olarak gösterdi.

Bir çimento fabrikası 1973'de 14,5 dev/dak, 8750 beygir güçlü bir senkron motor için tiristorlu, ayarlanabilir frekanslı denet leyici kullanmaya başladı (Şekil 3 ) . Böy lece alışılagelmiş yüksek ve değişmez hızlı bir motorun sürdüğü dişliler grubu ile hızın düşürülmesi yöntemi, güçlü ti ristorlar sayesinde, yerini çok daha verim li bir yarıiletken denetim dizgesine bı rakmış oldu.

Daha az güçlü dizgelerde ise, ayarlanabilir frekanslı, darbe genişlik bindirimli (pulse width modulation) dizgeler daha önce piya sada geniş yer tutan tiristorlu doğru akım denetleyicilerinin yerini alıyor.

Uzun taşıyıcı şeritlerin yumuşak bir şekil de harekete geçirilmesi için geliştirilen tiristorlu dizgeler de 1973 yılında bir çok fabrikaya yerleştirilmeye başlandı.

Darbe genişlik bindirimli dizgelerin ula şımda uygulanması 1973'ün getirdiği yeni liklerdendi. Katı hal denetim dizgelerinin iyi bilinen özellikleri, yüksek ivme, ve rimlilik ve düşük bakım giderlerine ek o larak "regeneratif" frenleme olanağının ulaşım alanında büyük atılımlara yol aça cağı umuluyor.

DUYURU

ODAMIZ ÇALIŞMA PROGRAMI UYARINCA 19 75 OCAK AYININ ÎLK HAFTASINDA

TEKNİK KONFERANSLAR DÜZENLENMESI

KARARLAŞTIRILMIŞTIR. KONFERANS LARIN KAPSAMI SINIRLANDIRILMAMIŞ OLUP, TÜM ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ KONULARINA AÇIK TUTULMUŞTUR. KA TILMAK İSTEYEN ÜYELERİMİZİN TEB LİĞ ÖZETLERİNİ EN GEÇ 1 EKİM 1974 TARİHİNE KADAR ODAMIZ MERKEZİNE GÖNDERMELERİNİ RİCA EDERİZ.