Özel Kontrol Kartı ve SCADA ile Endüstriyel Otomasyon Sistemi

Endüstriyel otomasyon projelerinde yalnızca saha ekipmanlarını kontrol etmek yeterli değildir. Sensörlerden alınan verilerin doğru şekilde işlenmesi, cihazların güvenilir biçimde kontrol edilmesi ve sistemin operatör tarafından kolayca izlenebilmesi gerekir.

Bu projede saha ekipmanlarının kontrolü, ölçüm verilerinin toplanması ve sistem durumunun merkezi bir SCADA ekranı üzerinden izlenebilmesi için özel bir elektronik kontrol ve otomasyon altyapısı geliştirildi.

Elektronik kontrol kartından haberleşme altyapısına, gömülü yazılımdan operatör ekranına kadar sistemin farklı bileşenleri birbiriyle uyumlu şekilde çalışacak biçimde ele alındı.

Projenin Amacı

Sahada çalışan bir otomasyon sisteminde farklı sensörlerden ve ekipmanlardan gelen bilgilerin tek merkezde toplanması gerekiyordu.

Sistemin temel amacı;

• saha verilerinin sürekli takip edilmesi,
• bağlı ekipmanların kontrol edilmesi,
• ölçüm değerlerinin operatöre anlaşılır şekilde gösterilmesi,
• kritik durumların ve alarmların takip edilmesi,
• sistemin merkezi bir arayüz üzerinden yönetilebilmesi

olarak belirlendi.

Bu ihtiyaçlara göre elektronik donanım, gömülü yazılım, haberleşme ve SCADA tarafı birlikte planlandı.

Projeye Özel Elektronik Kontrol Kartı

Sistemin saha tarafındaki işlemlerini gerçekleştirmek için projeye özel bir elektronik kontrol kartı geliştirildi.

Hazır bir geliştirme kartının farklı modüllerle bir araya getirilmesi yerine, gerekli girişler, çıkışlar ve haberleşme arabirimleri tek bir elektronik kart üzerinde toplandı.

Kontrol kartının tasarımında;

• dijital girişler,
• analog ölçüm girişleri,
• röle ve kontrol çıkışları,
• sensör bağlantıları,
• haberleşme arabirimleri,
• güç devreleri,
• koruma yapıları,
• saha bağlantı soketleri

birlikte değerlendirildi.

Böylece sistemin ihtiyaç duyduğu donanım tek bir kart üzerinde daha düzenli, servis edilebilir ve üretilebilir bir yapıya dönüştürüldü.

Saha Sensörleri ve Giriş / Çıkış Yapısı

Endüstriyel sistemlerde kullanılan sensörlerin ve saha ekipmanlarının elektriksel özellikleri birbirinden farklı olabilir.

Bu nedenle kontrol kartı tasarlanırken yalnızca mikrodenetleyici tarafı değil, saha ile elektronik kart arasındaki bağlantılar da dikkate alındı.

Projeye bağlı olarak sistem içerisinde;

• analog sensörler,
• dijital sensörler,
• seviye ve durum bilgileri,
• kontakt girişleri,
• röle çıkışları,
• pompa, valf veya benzeri saha ekipmanları

kontrol edilebilir veya takip edilebilir.

Saha bağlantılarının elektronik devreyi olumsuz etkilememesi için giriş ve çıkış yapıları sistemin çalışma koşullarına göre tasarlanır.

RS485 ve Modbus Haberleşme Altyapısı

Endüstriyel otomasyon sistemlerinde farklı cihazların birbirleriyle haberleşebilmesi önemli bir gereksinimdir.

Bu projede de saha cihazları ile kontrol sistemi arasındaki veri iletişiminde endüstriyel haberleşme yapıları kullanıldı.

RS485 ve Modbus gibi haberleşme protokolleri sayesinde farklı cihazlardan veri alınabilir ve merkezi kontrol sistemi ile saha arasında güvenilir bir iletişim kurulabilir.

Bu yapı özellikle;

• uzun kablo mesafelerinde,
• birden fazla saha cihazının bulunduğu sistemlerde,
• endüstriyel sensör ve ölçüm cihazlarında,
• merkezi kontrol gerektiren otomasyon projelerinde

önemli avantaj sağlar.

Gömülü Yazılım

Elektronik kontrol kartının üzerinde çalışan gömülü yazılım, sistemin gerçek zamanlı kontrol işlemlerini gerçekleştirir.

Yazılım tarafında saha girişlerinin okunması, ölçüm verilerinin işlenmesi, çıkışların kontrol edilmesi ve haberleşme işlemlerinin yürütülmesi gibi görevler gerçekleştirilir.

Projeye göre gömülü yazılım içerisinde;

• sensör okuma,
• analog değerlerin işlenmesi,
• röle ve çıkış kontrolü,
• zamanlama işlemleri,
• Modbus haberleşmesi,
• alarm durumlarının kontrolü,
• haberleşme hata kontrolleri,
• sistem durum yönetimi

gibi fonksiyonlar geliştirilebilir.

Modern SCADA ve Operatör İzleme Ekranı

Saha tarafında çalışan elektronik sistem kadar operatörün sistemi kolay anlayabilmesi de önemlidir.

Bu nedenle sistemin çalışma durumu, ölçüm değerleri ve saha ekipmanları için merkezi bir SCADA arayüzü oluşturuldu.

SCADA ekranında operatör;

• sistemin genel çalışma durumunu,
• ölçüm değerlerini,
• tank veya proses seviyelerini,
• saha ekipmanlarının aktif / pasif durumlarını,
• haberleşme durumunu,
• alarm ve uyarıları

tek ekran üzerinden takip edebilir.

Arayüz tasarlanırken yalnızca verilerin ekrana yerleştirilmesi değil, operatörün hangi bilginin önemli olduğunu hızlı şekilde anlayabilmesi hedeflendi.

Dinamik Proses Görselleştirme

Modern bir SCADA sisteminde değerlerin yalnızca rakamsal olarak gösterilmesi her zaman yeterli değildir.

Bu nedenle proses içerisindeki bazı durumlar görsel olarak da ifade edilebilir.

Örneğin bir tank seviyesi değiştiğinde yalnızca yüzde değeri değil, tank içerisindeki sıvı seviyesi de gerçek ölçüm değerine göre görsel olarak değişebilir.

Aynı şekilde;

• pompa çalışma durumu,
• valf açık / kapalı durumu,
• motor durumu,
• haberleşme durumu,
• alarm oluşumu

renk, animasyon ve durum göstergeleriyle operatöre aktarılabilir.

Bu yaklaşım özellikle büyük ekranlarda ve sürekli takip edilen proseslerde sistemi daha anlaşılır hale getirir.

Alarm ve Durum Takibi

Endüstriyel otomasyon sistemlerinde operatörün normal çalışma değerlerinin dışına çıkan durumları hızlı şekilde fark edebilmesi gerekir.

Bu nedenle uygun projelerde SCADA sistemi içerisinde alarm ve uyarı mekanizmaları oluşturulabilir.

Örneğin;

• ölçüm değerinin belirlenen sınırların dışına çıkması,
• bir cihazla haberleşmenin kesilmesi,
• sensör verisinin alınamaması,
• bir ekipmanın beklenen şekilde çalışmaması,
• kritik sistem durumlarının oluşması

operatöre görsel olarak bildirilebilir.

Elektronik Donanım ve Yazılımın Birlikte Geliştirilmesi

Bu tip projelerde elektronik kartı, gömülü yazılımı ve SCADA sistemini birbirinden tamamen bağımsız geliştirmek entegrasyon sürecini zorlaştırabilir.

PROES olarak donanım ve yazılım tarafını aynı sistem mimarisi içerisinde değerlendiriyoruz.

Projeye göre;

• özel elektronik kontrol kartı,
• PCB tasarımı,
• gömülü yazılım,
• RS485 / Modbus haberleşme,
• saha cihazı entegrasyonu,
• SCADA ve operatör ekranı,
• uzaktan veri aktarımı,
• web veya mobil izleme sistemleri

birbirleriyle uyumlu şekilde geliştirilebilir.

Prototipten Saha Kullanımına

Endüstriyel bir sistemin yalnızca masa üzerinde çalışması yeterli değildir.

Saha ortamında güç beslemesi, kablo mesafeleri, sensör bağlantıları, elektromanyetik etkiler, haberleşme ve servis edilebilirlik gibi birçok farklı konu ortaya çıkar.

Bu nedenle geliştirme sürecinde sistem;

• elektronik donanım testleri,
• giriş ve çıkış testleri,
• haberleşme testleri,
• sensör testleri,
• gömülü yazılım testleri,
• SCADA haberleşme testleri

ile birlikte değerlendirilir.

Bu Yaklaşım Hangi Sistemlerde Kullanılabilir?

Özel kontrol kartı ve SCADA altyapısı farklı endüstriyel uygulamalara uyarlanabilir.

• Makine otomasyonu
• Tank ve seviye takip sistemleri
• Pompa otomasyonu
• Motor kontrol sistemleri
• Enerji izleme sistemleri
• Üretim makineleri
• Sensör ve veri toplama sistemleri
• Uzaktan izleme sistemleri
• Endüstriyel IoT sistemleri
• Özel proses kontrol sistemleri

Sadece SCADA Değil, Uçtan Uca Sistem Geliştirme

Bir otomasyon sisteminin kullanıcı tarafından görünen bölümü çoğu zaman SCADA ekranıdır. Ancak bu ekranın arkasında elektronik kartlar, sensörler, gömülü yazılım ve haberleşme altyapısı birlikte çalışır.

PROES'te amaç yalnızca bir ekran veya yalnızca bir PCB geliştirmek değil; ihtiyaç duyulan projelerde sistemi uçtan uca ele almaktır.

Bu sayede saha cihazından alınan bir veri;

Sensör → Kontrol Kartı → Haberleşme → SCADA / Sunucu → Kullanıcı

akışı içerisinde tek bir sistem olarak planlanabilir.

Endüstriyel Otomasyon Projeniz mi Var?

Yeni geliştirilecek bir makine, mevcut bir otomasyon sisteminin yenilenmesi veya sahadaki cihazların merkezi olarak izlenmesi için projeye özel çözümler geliştirilebilir.

Elinizde yalnızca proje fikri, mevcut bir elektrik panosu, çalışan bir prototip veya geliştirilmesi gereken mevcut bir sistem olabilir.

Elektronik kontrol kartı, gömülü yazılım, saha haberleşmesi ve SCADA ihtiyaçlarınızı birlikte değerlendirerek projenize uygun bir sistem mimarisi oluşturabiliriz.

Projenizi Anlatın ve Teklif Alın →