• SICAKLIK KONTROL FORMLARI
Kontrol işlemlerine günlük hayatın her alanında rastlanır. Bilinçli ya da bilinçsiz olarak kontrol işlemleri uygular, kontrol işlemleri içinde davranırız. Kontrol işlemlerinin birçoğu otomatik olarak insan girişimi olmadan gerçekleştirilir. Örneğin termosifon, şofben ya da fırın sıcaklığının belirli bir değer etrafında tutulması, su basıncının hidrofor sistemleri yardımıyla ayarlanması ve yine depo seviyelerinin şamandıralı açma – kapama vanaları ile kontrolü günlük hayatta her zaman görebileceğimiz benzer uygulamalardır.
Otomatik kontrol, kontrol işlemlerinin, kontrol edilmek istenen olay etrafında kurulmuş bir karar mekanizması tarafından, doğrudan insan girişimi olmaksızın gerçekleştirilebilmesidir. Prosesin gerektirdiği hassasiyette çalışacak, hatayı gereken oranda minimuma indirecek çeşitli kontrol formları vardır. Bunlar;
1. Açık-kapalı (on-off) kontrol
2. Oransal kontrol (P)
3. Oransal + İntegral kontrol (P+I)
4. Oransal + Türevsel kontrol (P+D)
5. Oransal + İntegral + Türevsel kontrol (P+I+D)
6. Zaman Oransal (Time Proportioning) kontrol formlarıdır.
• ON-OFF KONTROL
Bu teknik en basit kontrol tekniğidir. Ölçülen değer (PV › Proses Value), set değerinin (SV › Set Value) altında olduğunda çıkış sinyali açılır, set değerinin üzerine çıkmasıyla çıkış sinyali kapanır. Kontrol cihazının çıkışı iki konumludur; ya tamamen açık ya da tamamen kapalıdır.
Açık-kapalı kontrolde sıcaklık sürekli salınım halindedir. Sistemlerin ataleti nedeniyle kontrol gücü (çıkış) kesildiği halde, ölçülen değer yükselmeye devam eder yani Hedef Aşımı meydana gelir ve set değeri civarında sürekli bir dalgalanma oluşur. Dalgalanmanın tepeden tepeye değişimi ve sıklığı kontrol edilen prosesin dinamiğine bağlıdır. Prosesin dinamiği hareket eden cisimlerin mekanik ataletine benzer. Bu olguya Termal Atalet adı verilir.
Bir kamyon ile bir otomobilin yolda sabit hızla gittiğini düşünelim. Her iki taşıtın aynı anda frene bastığında durmaları için geçen zaman ve durma mesafeleri ne kadar olacaktır? (Hiçbir fiziksel etkiyi göz önüne almaksızın) Kamyonun otomobile göre daha uzun mesafede duracağı ve durması için geçen sürenin de daha uzun olacağı aşikardır. Aynı mantıkla hareket ederek, sistemin kütlesi çok büyük olduğu için sıcaklık değişiminin çok yavaş veya sistemin kütlesi çok küçük olduğu için sıcaklık değişiminin çok hızlı olduğunu düşünebiliriz.
Sıcaklık aşağı dönüp set değerinin altına inince kontrol gücü yeniden devreye girer. Yine Hedef Aşımı meydana gelir fakat bu kez yönü terstir. Çünkü ortam soğuma eğilimine girmiştir.
Açık – Kapalı (On – Off) kontrolde bu şekilde set değeri etrafında çevrim devam eder. Ancak pratikte, endüstriyel sistemlerde bu tip Açık – Kapalı kontrol sistemi kullanılmaz. Prosesteki bozucu faktörler ve elektriksel gürültü nedeniyle set değeri geçişleri bu şekilde tek noktada olursa, sistem osilasyona girer ve set değeri etrafında sık aralıklı açma kapama yapar. Bu durum son kontrol elemanı olan motor, röle, selenoid valf gibi elektromekanik çıkış elemanlarında tahribata sebep olabilir. Bu durumu önlemek için Açık – Kapalı (On – Off) kontrol sistemlerinde genellikle, anlattığımız sistemin histerezis eklenmiş tipi kullanılmaktadır. Sıcaklık yükselirken, set değerini geçtiği anda enerji kesilmez, belli bir değere kadar yükselir ve o sabit değerden sonra kapanır. Sıcaklık düşmeye başlar, set değerine geldiği anda enerji açılmaz, set değerinin etrafında sabit bir sıcaklık bandı vardır. Bu bandın genişliği yada darlığı kullanıcının isteğine ve prosesin gerekliliğine bağlıdır.
Açık – Kapalı (On – Off) kontrol genellikle hassas kontrolün gerekmediği durumlarda kullanılır. Örneğin; Enerjinin sık sık açılıp kapanması gereken sistemlerde, sistemin kütlesi çok büyük olduğu için sıcaklık değişiminin çok yavaş olduğu durumlarda, alarm sistemlerinde, brülörlü sistemlerde kullanılır.
Bu sistemin sakıncaları:
• Ölçülen proses değeri, hiçbir zaman set noktasına sabitlenmez, sürekli salınım oluşur.
• Bu sistemle aşırı enerji tüketimi oluşur.
• Kritik proseslerde, hızlı proseslerde tümüyle yetersiz kontrol gerçekleştirir.
• ORANSAL KONTROL
Oransal kontrol sistemlerinde, kontrol cihazının çıkış sinyali, prosesin talep ettiği oranda ayarlanır. Şöyle ki; Oransal bandın dışında ve set değerinin altında ölçülen proses değerinde kontrol cihazı %100 (sürekli) çıkış sinyali üretir. Ölçülen proses değeri, oransal bant ile tanımlanan bölgeye girince, çıkış sinyali orantılı olarak azaltılır. Ölçülen proses değeri, tam set değerinde iken kontrol cihazı %50 çıkış sinyali üretir ve set değerinin üzerine çıktığında çıkış sinyali sıfıra doğru azalır. Ölçülen proses değeri, oransal bandın dışına ve set noktasının üzerine çıkınca, çıkış sinyali kapatılır.
Elektrik enerjisi kullanılarak ısıtma yapılan bir proseste, oransal kontrol cihazı ısıtıcının elektrik enerjisini prosesin sıcaklığını set edilen değerde tutabilecek ve prosesin gereksinim duyduğu kadar verir. Enerjinin %0 ila %100 'e kadar ayarlanabildiği, oransal kontrol yapabilen sıcaklık aralığına Oransal Bant (PB › Proportional Band) denir. Genel olarak Oransal Bant, cihazın tam skala (span) değerinin bir yüzdesi olarak tanımlanır ve set değeri etrafında eşit olarak yayılır. Örneğin 500 °C'lik skalası olan bir cihazda %5'lik bir Oransal Bant demek 0.05 x 500 °C = 25 °C'lik bir sıcaklık aralığı demektir. Bu 25 °C'lik aralığın 12.5 °C 'si set değerinin üzerinde 12.5 °C 'si set değerinin altında yer alır ve kontrol cihazı 25 °C'lik aralıkta oransal kontrol yapar. Set değeri 200 °C 'ye ayarlanan, %5 oransal bant verilen bir oransal kontrol cihazında 187.5 °C ve 212.5 °C'ler bandın uç noktalarıdır. Kontrol cihazı, düşük sıcaklıklardan başlamak üzere 187.5 °C
'ye gelinceye kadar ısıtıcılara %100 enerji verir, yani enerji tamamen açıktır. 187.5 °C 'den itibaren set değeri 200 °C' ye kadar sıcaklık yükselirken ısıtıcıya verilen enerji yavaş yavaş kısılır. Set değerinde sisteme %50 enerji verilir. Eğer sıcaklık set değerini geçip yükselmeye devam edecek olursa 212.5 °C' ye kadar enerji giderek kısılır ve 212.5 °C'nin üzerine geçtiği takdirde tamamen kapatılır. Yani sisteme %0 enerji verilir. Sıcaklık düşüşünde anlatılanların tam tersi olacaktır.
Oransal kontrollü sistemlerin örnek cevabı şu şekilde olur; öncelikle ölçülen değer set noktasının üzerine çıkar, birkaç kez set noktası üzerinde dalgalanma yaptıktan sonra, set değerinin altında veya üzerinde bir noktaya yerleşir. Set değeri ile sistemin oturduğu ve sabit kaldığı sıcaklık arasındaki farka Offset denir. Offset artı veya eksi olabilir. Bir proseste tüm ayarlamalar yapıldıktan sonra örneğin artı oluşan offset değeri proseste birkaç küçük değişiklik olması ile eksi değere gidebilir veya artı olarak yükselebilir.
Set noktasından aşırı yükselme (Overshoot) veya aşırı düşüşler (Undershoot) ve kayma (Offset), ideal kontrol sisteminde istenmeyen etkilerdir. Offset ‘i azaltmak için oransal bant küçültülebilir. Ancak, oransal bant küçüldükçe, Açık – Kapalı kontrole yaklaştığı için set değeri etrafında salınımlar artar, set olma süresi uzar, buna karşılık sapma azalır. Geniş oransal bantta Offset ‘in büyük olacağı düşünülerek prosese en uygun oransal bandın seçilmesi gerekir.
• Eski ürünlerin muadillerini nasıl seçebilirim?
Her geçen yıl Endüstriyel Otomasyon Sektöründeki tecrübesini artıran Sisel Mühendislik A.Ş. ürün gamını genişletmekle birlikte ürünlerini de yenileyip bu sayede ürünlerine yeni fonksiyonlar da eklemektedir.
Ancak bu durumda birkaç yıl içinde almış olduğu ürünü pazarda bulamamak gibi bir sorun karşımıza çıkabilmekte muadil ürünleri bulabilmek zorlaşabilmektedir
Ürünlerimizin muadil listesi aşağıdaki gibidir;
•TC8311 (TC 8311), TC8312 (TC 8312) ve ETC442 (ETC 442)
yerine ETC 4420,
•TC731 (TC 731), TC1731 (TC 1731) ve ETC742 (ETC 742)
yerine ETC 7420,
•TC9612 (TC 9612), ET9612 (ET 9612)
yerine ETC 942,
•TS7512 (TS 7512)
yerine ETS 762,
•TSM3410 (TSM 3410)
yerine ETS 1410,
•TM7312 (TM 7312), TM7411 (TM 7411)
yerine ETM 742,
•IR7310 (IR 7310)
yerine EI 741A.
