PLC ve SCADA tabanlı sıvı boya dozajlama sisteminin gerçekleştirilmesi ve performansının incelenmesi

Abstract

Dozajlama sistemleri, endüstriyel uygulamalarda hassasiyet, tekrarlanabilirlik, verim ve zamandan tasarruf amacıyla çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemler bazen sadece tartım parametrelerinden oluşmakla birlikte bazen de daha karmaşık şekilde karşımıza çıkabilmektedirler. Dozajlaması yapılan malzemenin anlık bilgileri, çalışma parametrelerini önemli ölçüde etkilediğinde, bu parametrelerin PLC ile kontrol edilmesi sonucu akıllı ve hassas sistemler oluşturularak yüksek verimli dozajlama makineleri üretilebilmektedir. Bu çalışmada, endüstriyel boyaların dozajlama sistemi ile istenilen oranlarda karıştırılmasına ve farklı aralıklarda renklendirilmesine olanak sağlayan bir sistem tasarlanmış, 3 boyutlu katı modeli oluşturulmuş ve prototip üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen prototip dozajlama sistemi için SIMATIC STEP 7 (TIA Portal) yazılımında bir program oluşturulmuş ve bu program SIMATIC WinCC SCADA yazılımında tasarlanan arayüz ile kontrol edilmiştir. Bu arayüz sayesinde üretilmek istenen rengin CMY renk kodu ve boya miktarı SCADA ekranına girilerek boya dozajlama işlemi başlatılmış ve dozajlama sonunda oluşturulan karışım mikser kabına aktarılarak boyanın homojen dağılması sağlanmıştır. Karıştırma işlemi için manyetik karıştırıcı istenen süre ve devirde çalışacak şekilde programlanmış ve karıştırma işlemi sonunda sistemin çalışması otomatik olarak sonlandırılmıştır. Çalışma sonucunda PLC ve SCADA yazılımları ile boya karıştırma işleminin insan müdahalesi en aza indirilerek otomatik olarak gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Sonuç olarak sistemin hazırladığı karışımlarda %97,5 güvenilirlik ve ±0,054 ml ölçüm belirsizliği gözlenmiştir. Bütün karışımların toleranslar dahilinde hazırlandığı tespit edilmiştir.

Dosing systems are widely used in industrial applications for precision, repeatability, efficiency and time saving. While these systems are composed of weighing parameters, sometimes they are more complex. Whenever the instantaneous information of the dosed material affects the working parameters significantly, intelligent and sensitive systems can be built by controlling these parameters with PLC and high efficiency dosing machines can be produced. In this study, a dosing system was designed to mix the industrial dyes in the desired proportions and in a wide variety of colors. 3-D solid model of the dosing system was created following prototype production. The prototype dosing system was programmed with PLC and SCADA software. In order to control the system, a user interface has been created in SCADA program by using SIMATIC STEP 7 (TIA Portal) software. With this interface, CMY (cyan, magenta, yellow) color code and dye quantity were entered into WinCC SCADA screen and dye dosing process was started. At the end of the dosing process, the desired mixture was transferred to the mixer container at the bottom of the system in the prescription amount. After the dye transfer operation, the magnetic stirrer was automatically programmed to run through the desired duration and the operation of the system was terminated at the end of the mixing process. As a result of the study, it was ensured that dye mixing process was carried out automatically by PLC and SCADA software while minimizing human intervention. Consequently, 97.5% reliability and ±0.054 ml measurement uncertainty were observed in the mixtures prepared by the system. It was determined that all mixtures were prepared within tolerances.