Boğaz Endüstri Madencilik Şirketi (BEM) Çimento Öğütme

Boğaz Endüstri Madencilik Şirketi (BEM)
Çimento Öğütme Değirmeni Yağlama Gözlem-Uyarı
Elektronik Kontrol Sistemi
Celal ARINŞAN – Erhan BOLKAN
Boğaz Endüstri Madencilik (BEM)
Gazimağusa - KKTC
E-posta : celal.arinsan@holcim.com
E-posta : erhan.bolkan@holcim.com
Coşkun AKSEL
DAU- BTYO – EET
Gazimağusa - KKTC
E-posta : coskun.aksel@emu.edu.tr
ÖZETÇE
BEM’de kurulu olan çimento öğütme-karıştırma değirmeninin yağlama işleminin kontrol edilmesi ve
gözlenmesi şu anda kontaktör kontrollu bir pano ile yapılmaktadır. Bu pano üzerinde bulunan ışıklarla işlem
durumları gözlenebilmekte ve uyarı durumları PLC kontrollu değirmene bildirilebilmektedir. Yukarıda belirtilen
işlemin elektronik kontrollu bir pano ile yapılması istenmiştir. Bu sayede amaçlanan, sistemin gözlemlenebilmesi,
hızlı arıza bulabilme ve daha az bakım isteyen yeni bir kontrol sistemine kavuşmaktır. Bu kapsamda, elektronik
kontrol sistemin tasarlanması ve tasarlanan modüllerin çalışır durumda teslimi için aşağıdaki çalışma yapılmıştır.
1. GİRİŞ
Boğaz Endüstri Madencilik Şirketi, KKTC’de
faliyet gösteren ve çimento üretimi yapan bir
kuruluştur. Burada çimento üretimi değişik
aşamalardan geçilerek hazırlanmaktadır. Sistemde
bulunan öğütme değirmeni sistemin ana kısmını
oluşturur. Bu değirmen çok büyük bir aksam
olup, çalışması devamlı olmaktadır. Bu sebeble
sağlıklı çalışma belirli noktaların yağlanması ile
sağlanabilmektedir. Yağlama işlemi için 8 noktaya
yerleştirilmiş yağlama memeleri kullanılmaktadır.
Bunlar sürekli olarak doğru yağlama yaptıklarının
bilinmesi çok önemlidir. Yağlamanın doğru
yapılabilmesi için gerekli motorların kontrolu, hava
basıncının varlığı ve devamlılığı sağlanmalıdır.
Bu çalışmada, yukarıda bahsedilen sistemin
gözlenmesi ve doğru çalışma için gerekli koşulların
sağlanması için yeni bir sistem oluşturulmuştur.
Bu sistem, mikrokontroller tabanlı olup ve açık
mimari felsefesine göre üretilmiştir. Bu sayede,
sistemin ilerde gerekebilecek değişikliklere cevap
verebilmesi sağlanmıştır. Sistem tamamen yerli
üretim olup, en son yeni teknolojik tekniklere
göre tasarlanmış ve üretilmiştir. Bu sebeble servis
ve teknik destek hizmeti kesintisiz ve ekonomik
olarak sağlanabilir.
2. Sistemin Tarifi
Kontrol ve Gözlem Sistemi temel olarak
aşağıdaki blok diagram ile ifade edilebilinir.
Tablo 1. Sensörler
SN
Sensör İsimi
Sensör Etiketi
1
MemeYağlama sensörleri
0,1,2,3,4,5,6,7
S0,S1,S2,S3,
S4,S5,S6,S7
Önsöz
Duyurular
Makale
Sensör Görevi
Çimento öğütme kazanının dişlilerini yağlamak için kullanılan 8 adet yağlama memesi mevcuttur. Bu yağlama memelerinin sağlıklı yağlama yapıp yapmadığı bir sensorle algılanmaktadır. Bunlar normalde açık kontaktır. Yağlma anında
kapanıp sisteme 24V DC gönderir.
Yağlama Gözlem Uyarı Elektronik Kontrol Sistemi
Sempozyum EMO Hakkında
Eğlence
Seminer
Yeni
Üyeler
140 ade t LED’ li
göste rg e pan eli
Giri ş sensor
bağ lantı
modülü - 1
Mikrokontrol ler
mod ülü
Giri ş sensor
bağ lantı
modülü - 2
Güç
Kaynağ ı
240V ,50HZ
Çıkış Röle Mod ülü,
Kontaktör , Motor ve
PL C Bağlan tısı
5v, 24v D C
Şekil 1. Sistem Blok Diagramı
2.1. Giriş Sensor Bağlantı Modülü 1 / 2
Tüm sensör girişleri opto-couplerle yalıtarak mikrokontrollere bağlantı yapılmıştır.
Tablo 2. Sensörler
SN
Sensör ismi
Sensör Etiketi
1
Yağ kabı kapağı açık-kapalı
sensörü
S8
Yağlama memeleri S1,S2,S3,S4’ün yağlama kabı durum sensörü
2
Yağ kabı kapağı açık-kapalı
sensörü 2
S9
Yağlama memeleri S5,S6,S7,S8’ün yağlama kabı durum sensörü
3
Hava basıç sensörü
S10
Yağlama işlemine gerekli havanın varlığına işaret eder.
4
Yağ kabı yağ az sensörü
S11
Yağlama motorunun yağ kabından aldığı yağın durumunu az seviyede olduğunu
belirtir.
5
Yağ kabı yağ orta sensörü
S12
Yağlama motorunun yağ kabından aldığı yağın durumunu orta seviyede olduğunu
belirtir.
6
Yağ kabı yağ dolu sensörü
S14
Yağlama motorunun yağ kabından aldığı yağın durumunu dolu seviyede olduğunu
belirtir.
7
Yağlama motoru termik sensörü
S15
Yağlama motorunun ternik koruma sensorüdür. Termik sensörü, yağlama moturunun
termiğinin atıp-atmadığını belirtir.
8
Boş
S0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
Common
0v
S8
S9
S10
S11
S12
S13
S14
S15
Common
0v
24 VDC in
0VDC in
Önsöz
Duyurular
Makale
Yağlama Gözlem Uyarı Elektronik Kontrol Sistemi
Sensör Görevi
Kontroller Bağlantı
Noktası
0VCD in
5VCD in
Sempozyum EMO Hakkında
Eğlence
Seminer
Yeni
Üyeler
2.2. Çıkış Röle Modülü
Tablo 3. Röle Çıkış Tanımları
SN
Röle Çıkış ismi
Röle Etiketi
1
2
3
Boş
BELL_RL
OIL_FILLING_RL
K1
K2
K3
4
OILING_MOTOR_RL
K4
5
PLC-AVAILABLE_RL
K5
6
PLC_GENERAL_FAULT_RL
K6
7
PLC_AIR_PRESURE_RL
K7
8
PLC_RETURN
K8
Röle görevi
Zil uyarı rölesi (belli durumlarda ön uyarı sistemi)
Yağ doldurma motoru. Yağlama motoru için gerekli
olan yağı doldurur.
Yağ memeleri için gerekli olan yağı sisteme pompalar.
PLC’ye sistemde enerji olduğu ve değirmenin NORMAL çalıştırılabileceği beliritir .
PLC’ye yağlama sisteminde hata olduğu belirtir.
Değirmenin durdurulması gerektiğini haber verir.
PLC’ye yağlama motoru için gerekli olan hava basıncının tamam olup-olmadığı belirtilir.
PLC’ye yağlama motorunun çalışıp-çalışmadığını
belirtmek amaçı ile kullanılır. OILING_MOTOR_RL
ON olunca bu da ON olur.
K1
K2
5VDC
0VDC
K3
K4
Mikrokontroller
Bağlantısı
K5
K6
K6
K7
NC
COMMON
NO
Önsöz
Duyurular
Makale
Yağlama Gözlem Uyarı Elektronik Kontrol Sistemi
Sempozyum EMO Hakkında
Eğlence
Seminer
Yeni
Üyeler
2.3. Kontroller Birimi
Sistem Microchip mikrokontrollerle (IC4) kontrol edilmektedir. Bu kontroller donanım olarak UART,
SPI, programlanabilir portlara, 2Kbyte EPROM, 192 byte RAM ve 4MHz hızında çalışan bir işlemciye sahiptir.
Kontroller içierisinde bulunan WDT(watch dog timer) kullanımı ile olası bir aksamada sistemin kendini
RESET’leyerek tekrardan başlayıp kontol işlemine devam edebilmesi sağlanmıştır. Bu modül istenmesi halinde
PC bağlanarak, çalışma koşulları ve durumları PC’de çalıştırılacak ilave bir programla gözlemlenebilir.
Sistem yazılımı C programlama dilinde yazılmıştır. Sistemin işleyişi yazılım kısmında açıklanmıştır.
Burada kısıtlı kontroller içyapısından dolayı, programlamada bazı kısaltmalara ve ilave düzenlemelere
gidilmiştir. Temel olarak kısıtlı mikrokontroller içyapısı ile en iyi verimin alınabilmesine olanak sağlayacak
şekilde programlama yapılmıştır.
Burada bulunan DIP SW’le sistem çalışma parametreleri ayarlanabilmektedir. Bunlar yağlama motoru
on-off süreleri ve değirmen kontrol PLC’sine alarm verme zamanlarıdır.
12 V-24VAC/DC
giriş
12V-24VDC çıkış
Alive LED
SPI Led gösterge bağlantı noktası
Enerji LED
Sistem zamanlaması için
DIP SW
Çıkış röle modül bağlantı
noktası
Giriş sensör modül
1-bağlantı noktası
Giriş sensör modül 2bağlantı noktası
NOT: Sisteme soğutma amaçlı olarak fan takılması tavsiye edilir. Özellikle LED panelde çok sayıda LED ve giriş voltajı
24V olduğunda sistem fanla soğutulmalıdır.
Önsöz
Duyurular
Makale
Yağlama Gözlem Uyarı Elektronik Kontrol Sistemi
Sempozyum EMO Hakkında
Eğlence
Seminer
Yeni
Üyeler
2.4. LED’li Gösterge Modülü
Sistem çalışması LED’lerle gözlemlenebilir. Aşağıda LED pano tanımlamaları verilmiştir.
Tablo 4. LED gösterge panosu tanımları
Sütun
satır
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
T
T-60
T-75
T-135
T-150
T-210
T-225
T
T-1
T-2
T-3
T-4
T-5
T-6
1
S7
S7
S7
S7
S7
S7
S7
S15
S15
S15
S15
S15
S15
S15
2
S6
S6
S6
S6
S6
S6
S6
S14
S14
S14
S14
S14
S14
S14
3
S5
S5
S5
S5
S5
S5
S5
S13
S13
S13
S13
S13
S13
S13
4
S4
S4
S4
S4
S4
S4
S4
S12
S12
S12
S12
S12
S12
S12
5
S3
S3
S3
S3
S3
S3
S3
S11
S11
S11
S11
S11
S11
S11
6
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S10
S10
S10
S10
S10
S10
S10
7
S1
S1
S1
S1
S1
S1
S1
S9
S9
S9
S9
S9
S9
S9
8
S0
S0
S0
S0
S0
S0
S0
S8
S8
S8
S8
S8
S8
S8
9
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
10
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
• Sütün: LED panel üzerinde sütün LED’leri gösterir.
• Satır: LED panel üzerinde satır LED’leri gösterir.
• T: Şimdiki zamanda yağlama motoru ON veya OFF durumundaki yağlama sensor durumlarını ifade eder.
• T-60: bir önceki yağlama motorunun ON veya OFF durumundaki yağlama sensor durumunu ifade eder.
• T-120: bir daha önceki yağlama motorunun ON veya OFF durumundaki yağlama sensor durumunu ifade
eder.
• LED’lerin ON(yanması) olması ifade ettiği sensorün kontaklarının açık devre olduğunu ifade eder. Yada giriş
modüllerine 24VDC gelmediğini ifade eder. Kısaca HATA anlamındadır.
S7
S15
S6
S14
S5
S13
S4
S12
S3
S11
S2
S10
S1
S9
S0
S8
BOŞ
BOŞ
Yağlama motoru çalışma zamanı
Önsöz
Duyurular
Makale
Yağlama Gözlem Uyarı Elektronik Kontrol Sistemi
1 sn. zaman aralığı
Sempozyum EMO Hakkında
Eğlence
Seminer
Yeni
Üyeler
3.
Sistemin Çalışması / Yazılımı
3.1. Çalışma Zaman Ayarları
Kontrol birimi üzerinde 8’li DIP SW bulunmaktadır. Burada, SW8,SW7,SW6,SW5’i yağlama
motorunun, aşağıda belirtildiği gibi, ne kadar süre ON veya OFF olabilmesi ayarlanır.
3.1. Tablo 5. SW ID değerleri, motor yağlama süresi
Sw ID Değeri SW8 SW7 SW6
0
1
2
3
4
5
6
7
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
YAĞLAMA MOTORU
ON Süresi
30sec.
35sec.
40sec.
45sec.
50sec.
55sec.
60sec.
65sec.
SW5
Yağlama Motoru OFF süresi
OFF
ON
10sec.
15sec.
Aşağıda belirtildiği gibi, SW4,SW3,SW2,SW1 ise sistem hatalarında ne kadar süre sonra zil ve alarm
verileceğini ayarlar. (Sistem hatası: yağ kapları açık, yağ az veya yağlama yapılmıyorsa).
Sistemde değirmen yağlamasının arka arkaya ayarlanan defa kadar olmaması durumunda zil sesi
duyulur. Burada zil süresi sonunda sistem bakım elemanı zil sesi ile uyarılır. Bu sürenin 2 katı bir zamanda ilk
müdahelenin sisteme yapılması ve arızanın giderilmesi gerekir. Aksi halde PLC’ye alarm verilir ve PLC’deki
yazılıma göre sistemin durdurulması ve başka uyarıların yapılması sağlanır.
3.2. Tablo 6. SW ID değerleri, zil ve alarm süresi
SW id Değeri
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
SW4
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
SW3
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
SW2
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
SW1
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
Bell(Zil Süresi)
2 yağlama hatası
3 yağlama hatası
4 yağlama hatası
5 yağlama hatası
6 yağlama hatası
7 yağlama hatası
8 yağlama hatası
9 yağlama hatası
10 yağlama hatası
11 yağlama hatası
12 yağlama hatası
13 yağlama hatası
14 yağlama hatası
15 yağlama hatası
16 yağlama hatası
17 yağlama hatası
PLC Alarm Süresi
4 yağlama hatası
6 yağlama hatası
8 yağlama hatası
10 yağlama hatası
12 yağlama hatası
14 yağlama hatası
16 yağlama hatası
18 yağlama hatası
20 yağlama hatası
22 yağlama hatası
24 yağlama hatası
26 yağlama hatası
28 yağlama hatası
30 yağlama hatası
32 yağlama hatası
34 yağlama hatası
Önsöz
Duyurular
Makale
Yağlama Gözlem Uyarı Elektronik Kontrol Sistemi
Sempozyum EMO Hakkında
Eğlence
Seminer
Yeni
Üyeler
3.2. Sistem Ana Program Akışı
1) Ilk durum ayarları:
init_ports(); // portları, LED’leri ve değişkenleri ayarla
get_sw_id(); // motor yağlama, zil ve alarm sürelerini al
init_ports(); // portları, LED’leri ve değişkenleri ayarla
get_sw_id(); // motor yağlama, zil ve alarm sürelerini al
oiling_sensor_status = OK; //ilk değer olarak yağlama sensrörlerinin tamam olduğunu kabul et.
oiling_sensor_data = 0xff;
//yağlama senorlerinden gelen ilk değer.
oiling_sensor_error_count=0; //kac defa yaglama sensorlerinin tümü birden yağlama işlemini tamamlamadı
2) Zaman ayarlarını al.
get_sw_id(); // motor yağlama, zil ve alarm sürelerini al
3) Yağlama motoru ON durumunda yapılan işlemler
4) Yağlama motoru OFF durumunda yapılan işlemler
//Yağla m a mo toru ON duru m u - yağla m a motoru ON sür esi ka dar aşağ ıdak ini test et
-------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ---------- ------ ---------------oiling _process _tra ckin g(); / / 0.9 sec 4 ms aral ılarla yağla m a senso rlerini kontr ol et, (oılıng _sens ror_data)
//Yağla m a mo toru OFF duru m u - yağla m a mo toru OFF sür esi ka dar aşağ ıdaki ni test et
-------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ---------- ------ ---------------oiling _process _tra ckin g(); // 0.9 sec 4 ms aral ılarla yağla m a senso rlerini kontr ol et, (oılıng _sens ror_data)
oiling _mo tor_on (); //mo tor term iğ i at m am ışsa, hava basınc ı ta m ams a, yağ az de ğil se-
yağla m a mo torunu çal ıştır (K 4) ve PLC’ ye PLC_r etur n siny ali ni (K 8) gönde r.
oiling _mo tor_off(); //yağla m a mo torunu durdur (K 4) ve PLC’ ye PLC_r etu rn sinyali ni (K 8) gönde rme .
oil_ filli ng _con trol(); //yağ orta vey a azsa, yağ do ldurma mo torunu (K 3) çal ıştır.
yağ do lu
ise yağ do ldur m a mo torunu (K 3) dur dur.
oil_ filli ng _con trol(); //yağ orta vey a azsa, yağ do ldur m a mo torunu (K 3) çal ıştır.
yağ do lu
ise yağ do ldur m a mo torunu (K 3) dur dur.
alar m _be ll(); //yağ ka plar ı acık (S8/S9 off ), yağ az ise (S11 -O N ) ve ayarla nan zam an içinde yağla m a meme lerin de en az bir
def a yağla m a ta m am işar eti ge lmed i ise duru m dü ze linc eye kadar ZIL çal .
alar m _be ll(); //yağ ka plar ı acık (S8/S9 off ), yağ az ise (S11 -O N ) ve ayarla nan zam an içinde yağla m a meme lerin de en az bir
def a yağla m a ta m am işar eti ge lmed i ise duru m dü ze linc eye kadar ZIL çal .
send _press ur e_status_PLC();
// Ha va basınc ını duru m unu S10) PL C’ ye (K 7) gonde r.
send _press ur e_status_PLC();
disp la y_othe r_ sen sor_ statu s(); // S8 den S14’ e ka dar ola n sen sorlerin son durumu nu LED’l ere gönde r.
-------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ---------- ------ ----------------
// Ha va basınc ını duru m unu S10) PL C’ ye (K 7) gonde r.
disp la y_othe r_ sen sor_ statu s(); // S8 den S14’ e ka dar ola n sen sorlerin son durumu nu LED’l ere gönde r.
-------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ---------- ------ ----------------
disp la y_oiling_ sen sor_ statu s(); // S0 den S7’ e ka dar ola n senso rlerin son durum unu LED’l ere gönde r.
disp la y_oiling_ sen sor_ statu s(); // S0 den S7’ e ka dar ola n senso rlerin son durum unu LED’l ere gönde r.
if(oiling _senso r_data !=0x00)
// S0 den S7’ e yağla m a senso r hata sı var m ı?
oiling _senso r_ error_cou nt++; //yağl am a meme h ata sı var sa, yağla m a hata sını bir art ır.
else
oiling _senso r_ error_cou nt = 0; //yağla m a meme h ata sı yo ksa, yağlam a hata sını sıfırla.
if(oiling _senso r_data !=0x00)
// S0 den S7’ e yağla m a senso r hata sı var m ı?
oiling _senso r_ error_cou nt++; //yağla m a meme h ata sı var sa, yağla m a hata sını bir art ır.
else
oiling _senso r_ error_cou nt = 0; //yağla m a meme h ata sı yo ksa, yağlam a hata sını sıfırla.
oiling _sen sor_ data = 0xff ; //bir son raki çal ışm a için yağla m a duru m bilgisini be lirl e.
if(oiling _senso r_ error_ cou nt > be ll_ti me ) //yağla m a meme h ata sı var m ı?
oiling _senso r_ statu s = ERROR; // var, o z am an duru m u ERROR bayrağ ını kal dır. A lar m _be ll() ZIL çala cak .
else (yo k eğer yağlama hatta sı yo ksa)
oiling _sen sor_ statu s = O K ; //yo k, o z am an duru m u O K bayrağ ını ind ir. A lar m _be ll() ZIL çal m ayacak.
if(oiling _senso r_ error_ cou nt > alar m _ti me ) //yağla m a meme h ata sı var, fakat ZIL çal m asına rağ men hala düze ltil med i ve
alar m sür esi ge ldi m i?
send _sys tem _status_PLC(ERR O R); // eve t o z am an PL C duru m u be lir (K 5 off , K 6 on )
else
send _s ys tem _statu s_PLC(O K ); ); // hayır, o zam an PL C duru m u be lir (K 5 on , K 6 off )
oiling _sen sor_ data = 0xff ; //bir son raki çal ışm a için yağla m a duru m bilgisini be lirl e.
if(oiling _senso r_ error_ cou nt > be ll_ti me ) //yağla m a meme h ata sı var m ı?
oiling _senso r_ statu s = ERROR; // var, o z am an duru m u ERROR bayrağ ını kal dır. A lar m _be ll() ZIL çala cak .
else (yo k eğer yağlama hatta sı yo ksa)
oiling _sen sor_ statu s = O K ; //yo k, o z am an duru m u O K bayrağ ını ind ir. A lar m _be ll() ZIL çal m ayacak.
if(oiling _senso r_ error_ cou nt > alar m _ti me ) //yağla m a meme h ata sı var, fakat ZIL çal m asına rağ men hala düze ltil med i ve
alar m sür esi ge ldi m i?
send _sys tem _status_PLC(ERR O R); // eve t o z am an PL C duru m u be lir (K 5 off , K 6 on )
else
send _s ys tem _statu s_PLC(O K ); ); // hayır, o zam an PL C duru m u be lir (K 5 on , K 6 off)
Önsöz
Duyurular
Makale
Yağlama Gözlem Uyarı Elektronik Kontrol Sistemi
Sempozyum EMO Hakkında
Eğlence
Seminer
Yeni
Üyeler
4. Sistem Resimleri ve Tanıtımı
Şekil 4. Değirmen Yağlama Memeleri ve Sistemi
Şekil 3. Çimento Öğütme Değirmeni
Şekil 5. Yağ kapı kapağı ve sensorleri
Şekil 6. Yağ kabı ve motoru
Şekil 8. Elektronik Kontrol ve Gözlem Karı
Şekil 9. Elektronik Kontrol ve Gözlem Panosu
Şekil 7. Yağlama Dolu kabı ve motoru
5. Sonuç
•
Takım çalışması ülkemiz açısından çok gereklidir ve yokluğu büyük bir eksiklik göstermektedir..
•
KKTC’de teknolojik tasarım ve ürün geliştirmesine önem verilmelidir. Geleceğimiz açısından bu çok önemlidir. Kısa vadede başarı göstermek için dışarıdan sistem alımı, geleceğimizi kaybetmekdir.
•
Özel sektörün üretim ve uygulama alanındaki istemleri için ürün geliştirme faliyetleri artmalıdır.
Önsöz
Duyurular
Makale
Yağlama Gözlem Uyarı Elektronik Kontrol Sistemi
Sempozyum EMO Hakkında
Eğlence
Seminer
Yeni
Üyeler

Download Report