plc kontrollü akıllı ev sđstemđ - KTÜ Elektrik

advertisement
T.C.
KARADENĐZ TEKNĐK ÜNĐVERSĐTESĐ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
PLC KONTROLLÜ AKILLI
EV SĐSTEMĐ
254270 Cemil DEMĐR
Danışman
Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ
Mayıs 2013
TRABZON
T.C.
KARADENĐZ TEKNĐK ÜNĐVERSĐTESĐ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
PLC KONTROLLÜ AKILLI
EV SĐSTEMĐ
254270 Cemil DEMĐR
Danışman
Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ
Mayıs 2013
TRABZON
LĐSANS BĐTĐRME PROJESĐ ONAY FORMU
Cemil DEMĐR tarafından Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ yönetiminde hazırlanan “PLC
Kontrollü Akıllı Ev Sistemi” başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş,
kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir.
Danışman
: Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ
Jüri Üyesi 1
: Prof. Dr. Cemil GÜRÜNLÜ
Jüri Üyesi 2
: Öğr. Gör. Emre ÖZKOP
Bölüm Başkanı
: Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ
ÖNSÖZ
Bu kılavuzun ilk taslaklarının hazırlanmasında, yoğun çalışma temposuna rağmen proje
boyunca bütün sorunlarımla yakından ilgilenen ve kılavuzun son halini almasında yol
gösterici olan değerli hocam Sayın Prof. Dr. Đsmail H. ALTAŞ ‘a şükranlarımı sunmak
istiyorum. Bu çalışmayı destekleyen Karadeniz Teknik Üniversitesi Rektörlüğü’ne
Mühendislik
Fakültesi
Dekanlığına
ve
Elektrik-Elektronik
Mühendisliği
Bölüm
Başkanlığına içten teşekkürlerimi sunarım. Projeme PLC desteği sağlayan SCHNEĐDER
Elektrik’e ve SCHNEĐDER Elektrik Türkiye eğitim sorumlusu Sayın Levent ÖZDEMĐR’ e
teşekkürlerimi sunuyorum. Projeme sağlamış oldukları maddi destekten dolayı Türk
Telekom Kuzey II bölge müdürlüğüne ve Türk Telekom Kuzey-II bölge müdürü Sayın Đsa
ÖMÜR’ e sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca projeme sağlamış oldukları malzeme
desteklerinden dolayı Klemsan Elektrik ve Ser Elektrik’ e teşekkürlerimi sunuyorum.
Her şeyden öte, eğitimim süresince bana her konuda tam destek veren aileme ve bana
hayatlarıyla örnek olan tüm hocalarıma saygı ve sevgilerimi sunarım.
Mayıs, 2013
Cemil DEMĐR
v
ĐÇĐNDEKĐLER
LĐSANS BĐTĐRME PROJESĐ ONAY FORMU ................................................................................ vi
ÖNSÖZ ...............................................................................................................................................v
ÖZET................................................................................................................................................ viii
SEMBOLLER VE KISALTMALAR ................................................................................................ ix
1.
GĐRĐŞ ......................................................................................................................................... 1
1.1.
Giriş ve Çıkışları Kontrol Altında Tutmak............................................................................. 2
1.2.
Garaj Kontrolü Olarak Kullanılması ...................................................................................... 3
1.3.
Enerji Tasarrufu Olarak Kullanılması .................................................................................... 4
1.4.
Daire Đçi Aydınlatma Kontrolü .............................................................................................. 5
1.5.
Havuz Kontrolünü Sağlamak ................................................................................................. 6
1.6.
Bahçe Sulama Sistemi ............................................................................................................ 7
1.7.
Yangın Söndürme Sistemi ...................................................................................................... 9
1.8.
Havalandırma Sistemi .......................................................................................................... 10
1.9.
Bahçe Aydınlatma Kontrolü................................................................................................. 11
1.10.Hırsız Alarmı Olarak Kullanımı ............................................................................................... 12
1.11. Pencerelerin Kontrolü ............................................................................................................. 13
1.12. Uzaktan Đzleme Yöntemi ......................................................................................................... 14
2.
TASARIM ................................................................................................................................ 15
2.1.
Katkılar ................................................................................................................................. 15
2.2.
Yöntem ................................................................................................................................. 15
2.3.
Çalışmalar ............................................................................................................................ 16
2.3.1.
Tasarım............................................................................................................................. 16
2.3.2.
Senaryonun Oluşturulması ............................................................................................... 16
2.3.3.
Akış Diyagramının Oluşturulması.................................................................................... 16
2.3.4.
Malzeme Seçilmesi .......................................................................................................... 16
2.3.5.
Malzemelerin Fiyatlandırılması ....................................................................................... 17
2.3.6.
Elektriksel Projenin Çizilmesi .......................................................................................... 17
2.3.7.
Üretim .............................................................................................................................. 17
2.3.8.
PLC Seçimi ...................................................................................................................... 18
2.3.9.
PLC Yazılımının Yapılması ............................................................................................. 18
2.3.10.
SCADA Yazılımının Yapılması ....................................................................................... 18
vi
2.3.11.
Ölçümler ve Test Sonuçlarının Đncelenmesi .................................................................... 18
2.3.12.
PLC Scada ve PC Arasındaki Haberleşmenin Sağlanması .............................................. 19
2.4.
Çalışma Takvimi .................................................................................................................. 19
2.5.
Başarı Ölçütleri Standartlar ve Kısıtlar ................................................................................ 19
2.6.
Araştırma Olanakları ............................................................................................................ 19
2.7.
Malzeme Teçhizat Olanakları .............................................................................................. 20
3.
SONUÇLAR ............................................................................................................................ 21
4.
YORUMLAR ........................................................................................................................... 22
5. EKLER ......................................................................................................................................... 25
EK-1
Çalışmalar ................................................................................................................... EK1-1
EK-2
PLC Kontrollü Akılı Ev Sisteminin Elektriksel Projesi .............................................. EK2-1
EK-3
PLC Kontrollü Akıllı Ev Sisteminin PLC Yazılımı .................................................... Ek3-1
EK-4
Çalışma Takvimi ......................................................................................................... EK4-3
EK-5
Malzeme Teçhizat Olanakları ..................................................................................... EK5-3
EK-6
Standartlar ve Kısıtlar Formu ...................................................................................... EK6-1
ÖZGEÇMĐŞ ....................................................................................................................................... 1
vii
ÖZET
Günümüzde teknolojinin de gelişmesiyle birlikte enerji tasarrufunda da büyük bir ilerleme
kaydedilmiş olup enerji tasarrufu yapabilmek için çok sayıda sistemler geliştirilmiştir
bunlardan biriside akıllı ev sistemleridir. Bu sistem sayesinde evimizde gereksiz yere enerji
kullanımını ortadan kaldırma imkânımızın yanı sıra evimize giriş çıkışları da kontrol
altında tutabiliyoruz. Evimizin güvenliğini sağlayabiliyoruz. Ayrıca sıcaklığa bağlı olarak
bahçemizdeki sulama işlerini, yağmur yağdığında pencerelerin ve havuzumuzun
kapatılması işlemini, yangın durumlarında söndürme sisteminin otomatik olarak devreye
girmesi gibi işlemleri sistem otomatik olarak yapmaktadır. Akıllı sistemler bütün bu
işlemlerin isteğimiz doğrultusunda bilgisayar üzerinden izlenebilmesini de sağlamaktadır.
Bu projede söz konusu edilen Akıllı ev sistemi PLC denetimi ve yardımcı algılayıcılar ile
gerçekleştirildiği için genişletilmesi mümkün ve kolaydır. Kişiler istekleri doğrultusunda
bu sisteme maliyetle orantılı olarak istedikleri büyük değişiklikleri küçük uğraşlar
doğrultusunda kolayca ilave edebileceklerdir.
viii
SEMBOLLER VE KISALTMALAR
PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesinin yapımı esnasında projenin elektriksel projesi
oluşturulurken
turulurken TSE normuna göre kullanılmış
kullanılmı olan elemanların sembolleri ve açıklamaları
Çizelge 1. De gösterilmektedir.
Çizelge 1. PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesinde kullanılan semboller
semboller ve
açıklamaları
TSE Standardı Proje Sembolleri
No
Sembol
Açıklama
1
Ana Şalter
2
Topraklı Priz
3
Klemens
4
Role Bobini
5
Basma Yaylı
Buton
6
Sinyal Lambası
7
NO Kontak
PLC
:
Programlanabiliri Lojik Kontrol
SCADA
:
Uzaktan Kontrol ve Gözleme Sistemi
ix
1. GĐRĐŞ
Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle birlikte enerji tasarrufu sağlamak ve daha konforlu
bir yaşam standardına sahip olmak için birçok sistem geliştirilmektedir. Bu sistemlerden
biriside akıllı ev sistemidir. ‘‘Akılı Ev fikri ilk olarak 1980’lerin başında ortaya çıkmıştır’’
[1]. Sistemin ilk uygulamalarında insanların ev konforu düşünülmesine rağmen hızlı bir
şekilde gelişen teknoloji ile birlikte sistemde, insanların günlük ihtiyaçlarını da
karşılayabilecek düzeyde gelişmeler kaydedilmiştir. Günümüz itibari ile sistemin
maliyetinin yüksek olması sebebiyle aktif olarak kullanım oranı düşüktür. Ancak
‘’Geleceğin model evlerini planlamada akıllı ev kavramı önemli bir rol oynamaktadır’’[2].
Akıllı ev sistemleri mikro denetleyiciler ya da PLC (Programmable Logic Controller)
tarafından programlanarak gerçekleştirildikleri için sistemin ihtiyaçlar doğrultusunda
geliştirilmesi kolay ve neredeyse maliyetsizdir. Bu hususta yapılması gereken ihtiyacımız
doğrultusunda mevcut yazılımı yeniden revize etmek olacaktır. PLC kontrollü akıllı ev
sisteminin çalışma durumları akış diyagramları SCADA programı yardımıyla bilgisayar
üzerinden izlenebilecek ve gerekli durumlarda sisteme müdahale edilebilecektir.
SCADA Supervisory Control And Data Acquisition kelimelerinin baş harflerinden oluşturulmuştur. Türkçeye veri toplama ve uzaktan izleme olarak çevrilmektedir. SCADA
programı aracılığıyla mevcut bilgisayarımızdan sistemin anlık değişimlerini izleyebilme
imkanı bulamaktayız.
2012 2013 öğretim yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi elektrik Elektronik mühendisliği
elektrik bölümü 4. Sınıf öğrencisi olarak, bitirme projesi kapsamında hazırlamış olduğum
PLC Kontrollü Akıllı Ev sisteminin amacı insanların günlük yaşantılarını daha eğlenceli,
konforlu hale getirmek ve yaşam standardını yükselmektir. Kişilerin günlük yaşantısında
rutin olarak yapmak zorunda oldukları bahçe sulama, havalandırma gibi işleri bu sistem
otomatik olarak yapabilmektedir. Bu tezde konu edineceğim başlıklar Akıllı ev sistemine
sahip olan bir evde sıcaklık kontrolü sağlamak, evi havalandırmak, iç aydınlatmaları
kontrol etmek, bahçe sulama sistemini ve havuz kontrolünü sağlamak, dış aydınlatmaları
kontrol etmek, yangın söndürme sistemi ve hırsız alarm sistemi ile ilgili kısımlar olacaktır.
Devam eden konularda bu kontrol sistemlerinin akış diyagramları, nasıl gerçekleştirildiği
ve koşulları ayrıntılı olarak anlatılmaktadır.
1
1.1.Giriş ve Çıkışları Kontrol Altında Tutmak
Đnsanlar akılı ev sistemi sayesinde eve giriş ve çıkışlarda kendilerine parola
oluşturabilirler bu parolaya bağlı olarak el tanıma, yüz tanıma ya da parmak izlerini
tanıtabilirler. Tasarlamış olduğum bu projede sadece şifreli kısım olacaktır. Eve girmek
isteyen kişi, ekran üzerindeki giriş menüsünden daha önceden sisteme kendisi için
tanıtmış olduğu şifresini girer. Bunun üzerine dış kapı açılır. Dış kapı açıldıktan bir süre
sonra kapı kişiler tarafından ayarlanmış olan süre sonunda otomatik olarak kapanır.
Kapının kapanma süresi kişilerin şifrelerini girdikleri panel ekranında görülebilmektedir.
Evden çıkmak isteyen kişi çıkış yapmak istediği kapının önüne geldiği anda çıkış sensörü
kişiyi algılar ve otomatik olarak çıkış kapısını açar kişilerin belirledikleri zaman sonunda
kapı otomatik olarak kapanır. Kapının kapanması için kalan süre ekranımızda
görülebilmektedir. Burada ki zaman giriş kısmında kişiler tarafından ayarlanan zamanı set
olarak alır ve kişilerin bu kısımda yeniden zaman belirlemeleri gerekmez. Ayrıca
kullanıcılar kapının ne kadar sürede kapanacağını da belirleyerek, kapının hız kontrolü de
sağlanabileceklerdir. Kapının 10 saniye içerisinde tamamen kapanmasını ya da açılmasını
istemeleri durumunda yapmaları gereken, ilgili kapının parametre sayfasında bu değeri
belirlemeleridir.
2
1.2.Garaj
Garaj Kontrolü Olarak Kullanılması
Bahçe girişinde
inde araç girişi ve kişi
ki girişi olmak üzere iki adet giriş bulunmaktadır. Araç
girişinden kişi, kişi girişinden
şinden
inden araç girememektedir. Aracımız araç girişinin
giri
giriş
önüne geldiği
anda sürücü elindeki kumandaya basarak kapının açılmasını sağlayacak.
sa layacak. Ve araç girişini
açarak aracın içeriye girmesini sağlayacak. Araç giriş kapısının açılmasıyla birlikte
kapıdaki algılama sensörü devreye girecek. Araç orada olduğu
olduğu müddetçe kapının
kapanmasını engelleyecek. Ve araç tamamen içeri girdikten sonra garaj kapısı kullanıcı
tarafından belirlenen bir süre sonunda
sonund otomatik olarak
ak kapanacaktır. Garaj kapısının
açılma zamanına müdahale edilerek garaj kapısının hız kontrolü de sağlanabilecektir.
sa
Aracımızın garajdan çıkış yapmak istemesi durumunda araç algılama sensörümüz aracı
algılayarak kapının otomatik olarak açılması
açıl
sağlayacaktır.
layacaktır. Aracımız garajdan tamamen
çıktıktan sonra kullanıcılar tarafından
tarafından belirlenen zaman sonunda kapı otomatik olarak
kapanacaktır. Ancak araç algılama sensörümüz aracı algıladığı
algıladı ı sürece araç giriş
giri kapısı
bekleme zamanını saymayacak ve kapanmayacaktır.
kapanm
Garaj kontrolü biriminin çalışmasına
çalı
ilişkin blok diyagramı Şekil 1.2. de gösterilmektedir.
Şekil 1.2. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi garaj kontrol sistemi blok diyagramı.
d
3
1.3.Enerji
Enerji Tasarrufu Olarak Kullanılması
Tasarlamış olduğum
um akıllı ev sistemi tamamen insana odaklı olup insanların günlük
yaşantılarını kolaylaştırmak
tırmak ve enerji tasarrufu sağlamaktadır.
sa
Boşş olan bir odaya evin
herhangi bir bireyi, geldiği zaman giriş
giri sensörü kişiyi
iyi algılar ve o anda odanın içerisi ışık
ı
gerektirecek kadar karanlık ise eğer
e er aydınlatmalar otomatik olarak devreye girecektir. Ya
da ortamın karanlığı, ışıkları
şıkları yakacak kadar karanlık değilse
de
kişii kendi isteğiyle
iste
içerideki
aydınlatmaları açma imkânına sahip olacaktır. Her iki durumda da kişiler
ki
oturma odasını
terk etmesi durumunda aydınlatma ya da içerideki diğer
di er elektrik ile çalışan
çalı
cihazları
kapatmak zorunda değiller.
ğiller. Ancak istekleri doğrultusunda
do rultusunda oda boş
bo olmasa dahi
aydınlatma gereçlerini kapatma tercihine de sahip olacaklar Giriş
Giriş ve çıkış
çıkı sensörlerimiz
sayesinde giriş yapanların sayısı ile çıkış
çıkı yapanların sayısının karşılaş
şılaştırılması suretiyle
karşılaştırma
tırma sonucu oturma odasının boş
bo olması durumunda içerideki aydınlatmalar direk
devre dışıı kalacaktır. Kişilerin
Ki
sürekli giriş çıkış yapma durumları göz önünde
bulundurularak TV, Radyo gibi elektrikli cihazların elektrik enerjileri kişiler
ki
tarafından
belirlenen
rlenen bir süre sonunda devre dışı
dı kalacaktır. Kişiler
iler bu zamanı sıfır yapmaları
durumunda söz konusu elektrikli aygıtlar aydınlatmalarla birlikte devre dışı
dı kalacaklardır.
Şekil
ekil 1.3. de Akıllı ev sisteminin enerji tasarrufuna ilişkin
ilişkin blok diyagramı
gösterilmektedir.
Şekil 1.3. PLC Kontrollü akıllı ev
e sistemi enerji tasarrufu sağlaması
laması blok diyagramı
d
4
1.4.Daire Đçi Aydınlatma Kontrolü
Günümüzde akıllı ev sistemlerinde iç aydınlatmalarda genellikle ekrandan ya da bir
düğme ile kontrolü yapılmaktadır. Eve girdiğiniz zaman genel olarak ekran vasıtasıyla
sistemi devreye sokarak aydınlatma sağlanabilir ve kapatmak içinde ekran sayesinde ya
da düğme kontrolü ile gerçekleştirilmektedir.
Tarafımca tasarlanan akıllı ev sisteminin bir parçası olan iç aydınlatma sisteminin
çalışması ise şu şekilde sağlanmaktadır. Eve, ev üyelerinden herhangi biri geldiği zaman
algılayıcılar sayesinde kişiler algılanacak ve ortam ışık gerektirecek kadar karanlık ise iç
aydınlatma sistemi devreye girecektir. Lambaların yanıyor olabilmesi için içeride bir
kişinin dahi olması yeterlidir. Eğer odada bir kişi bulunup lambayı kapatmak isterse bu
işlevi düğme vasıtasıyla gerçekleştirebilmektedir. Tasarlamış olduğum sistemde, odaya
girenlerin sayısı ile çıkanların sayısını karşılaştıran bir program oluşturup bu program ile
odada kimsenin bulunmadığına karar verip lambalara gelen enerji kesilir ve lambalar
söner. Ayrıca odada kişiler varken ve aydınlatmalarda devredeyken karanlık olma durumu
ortadan kalktığı anda içeride kişiler olmasına rağmen ortam yeterince karanlık olmadığı
için aydınlatmalar otomatik olarak devre dışı kalacaktır. Sistemdeki aydınlatmalar odadan
son kişi çıktığı anda hemen sönerken TV, Radyo gibi elektrikli cihazların enerjisi
kesilmemektedir. Söz konusu elektrikli aygıtlar kullanıcılar tarafından belirlenen bir süre
sonunda devre dışı kalacaktır. Bu şekilde tasarlamamızın temel sebebi ise kısa süreli giriş
çıkış durumlarında kişilerin sürekli Televizyonu açmak zorunda kalmalarını önlemektir.
Böylece eğer mutfakta kısa süreli bir işimiz varsa, mutfaktaki işimizi bitirip salona
geldiğimiz zaman ayarlamış olduğumuz süre bitmemişse yeniden TV açmak zorunda
kalmayacağız. Eğer süre geçmişse bu zaten bizim son şart olarak belirlediğimiz durum
anlamına gelmektedir dolayısıyla söz konusu elektrikli aygıtların yeninde devreye
alınması gerekmektedir. Aydınlatma sisteminin çalışmasına ilişkin blok diyagramı Şekil
1.4. de gösterilmektedir.
5
Şekil 1.4. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi daire içi aydınlatma sistemi blok diyagramı
d
1.5.Havuz Kontrolünü Sağlamak
Sa
Tasarlamış olduğum
um akıllı ev sisteminin bahçesinde bir havuz olduğu
oldu düşünülmektedir.
dü
Normal şartlarda
artlarda havuzun üstü açık olacak ve yağmurlu
murlu havalarda havuz suyunun
suyu
kirlenmemesi
için
havuzun
üstünü
kapatma
imkânımız
olacaktır.
Bu
i
işlemi
gerçekleştirmek
tirmek için sisteme
sistem bağlı bir yağmur algılayıcısı bulunmaktadır. Bu algılayıcı
bizim belirlediğimiz
imiz hassasiyet oranında ıslandığı
ıslandı ı takdirde devreye girecek ve
havuzumuzun üzeri otomatik olarak kapanacaktı.
kapanacak
Yağmurun
un kesilmesi durumunda
havuzun üstü otomatik olarak açılacaktır. Ayrıca yağmur
ya
yağmadı
ğmadığı zamanlarda
kullanıcılar istemeleri durumunda ekran üzerinden havuzun üzerini
üzeri açma ve kapatma
imkânına sahip olacaklardır. Söz konusu çalışma şekli
ekli kullanıcılar tarafından belirlenmiş
belirlenmi
olan zaman aralığındaa gerçekleşecektir.
gerçekle
Bu zaman aralığı dışında
ında havuz otomatik olarak
kapanacak ve tanımlanmış olan zaman aralığıı uygun duruma gelinceye kadar kapalı
kalacaktır. Havuz kontrol sisteminin çalışmasına
çalı masına ait blok diyagramı Şekil 1.5. de
gösterilmektedir.
6
Şekil 1.5. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi havuz kontrol sistemi blok diyagramı
d
1.6.Bahçe
Bahçe Sulama Sistemi
Akıllı ev sisteminde yer alan bahçe sulama sistemi, bahçedee bulunan sıcaklık ölçer ve
nem ölçer’e göre çalışacaktır.
şacaktır. Çalışma sıcaklığı kullanıcılar tarafından ayarlanabilir
olacaktır. Bunun yanında kullanıcılar zaman aralığı
aralı ı da girebileceklerdir. Örneğin
Örne
bahçenin her gün 18:00 ile 18:30 arasında sulanmasını istemekteyiz saat 18:00 da sıcaklık
bizim tarafımızdan belirlenen bir değerin
de erin altındaysa bahçemiz 30 dakika
dakik boyunca
sulanacaktır. Bahçemizin sulanma şartları
artları yerine geldi ve O anda yağmur
ya
yağıyorsa
sulama işlemi
lemi yapılmayacaktır. Bahçe toprağımızın
topra ımızın nemlilik oranı azaldığında
azaldı
sistem
sulama gereğii duyacak ancak havanın aşırı
a ırı sıcak olması durumunda (buradaki sıcaklık
sıcak
değeri
eri bizim tarafımızdan belirlenecektir) sulama işlemi
i lemi yapılmayacaktır. Bahçe sulamak
için ihtiyacımız olan suyu depoladığımız
depoladı
yağmur suyu ile karşılayacağ
ılayacağız. Depo suyumuz
bizim tarafımızdan belirlenen bir değerin
de
altına düştüğüü anda deponun girişinde bulunan
sulama vanası devreye girecek
gire
ve şebeke suyundan deponun dolmasını sağlayacaktır.
sa
Şebeke vanasının debisi sulama ünitesinin debisinden daha yüksek
ek olması nedeniyle depo
suyu hiçbir zaman sıfıra inmeyecektir. Sürekli olarak artacaktır. Bu noktada yangın ve
bahçe sulamanın aynı zamanda başlama
ba
sıkıntısı karşımıza
ımıza çıkmaktadır.
çıkm
Böyle bir
durumda Sistem yangın söndürme kısmına öncelik verecektir. Bahçe sulama sistemi aktif
olduğu zamanda yangınn durumu ortaya çıkmışsa
çıkmı sa bahçe sulama devre dışı
dı kalacak ve
yangın söndürme sistemi devrede olacaktır. Yada yangın söndürme sistemi devredeyken
7
bahçe sulama sistemi kesinlikle devreye giremeyecektir. Bu noktada dikkat edilmesi
gereken husus yoğun
un sıcaklık altında bitkilerin
ilerin sulanması bitkilere zarar verebilir. Bu
nedenle bitkilerin sabah ya da akşam
ak
serinliğinde
inde sulanması daha uygun olacaktır. Bu
sebeple sulama sisteminde
nde sulama zamanının sabahın serin saatleri ayarlanması
önerilmektedir. Şekil
ekil 1.6. da bahçe
bahç sulama sisteminin çalışmasına
masına ait blok diyagramı
gösterilmektedir.
Şekil 1.6. PLC Kontrollü akıllı ev
e sistemi bahçe sulama sistemi blok diyagramı
d
8
1.7.Yangın
Yangın Söndürme Sistemi
Akıllı ev sisteminde mevcut duman dedektörleri bulunmaktadır. Olası bir yangın
durumunda duman dedektörü enerjilenerek çıkış verecektir. Gelen bu çıkış
çıkı sinyali PLC
tarafından algılanabilen bir sinyal özelliğindedir.
özelli indedir. PLC bu sinyali aldığı zaman yangın var
kararını otomatik olarak vermektedir.
ver
Buna bağlı
lı olarak PLC’nin kontrol birimi yangın
söndürme ünitesini devreye sokacaktır. Yangın esnasında kullanılacak olan su, yağmur
yağdığı zamann biriktirilmiş olan depo suyu olacaktır. Ayrıca
yrıca deponun girişinde şebeke
vanamızda
ızda bulunmaktadır. Depo suyu bizim tarafımızdan belirlenen bir değerin
de
altına
düştüğü anda şebeke
ebeke vanası açılarak şebeke suyu ile depoya su temini sağlayacaktır.
sa
Buradaki şebeke vanasının debisi yangın söndürme ünitesinin harcayacağı
harcayaca su debisinden
dahaa fazla olması nedeniyle depodaki
daki suyun sıfıra inme durumu söz konusu değildir.
de
Depodaki su miktarı daima artacaktır. Şebeke
ebeke vanası, su deposu maksimum seviyeye
kadar dolduğu anda yangın
ngın devam etse dahi havuzun taşmaması
maması için devre dışı
dı kalacaktır.
Şebeke vanasının tekrar devreye girmesi için depo suyunun bizim tarafımızdan belirlenen
seviyenin altına düşmesi
mesi gerekmektedir. Aksi taktirde şebeke
ebeke vanası tekrar devreye
girmeyecektir. Şekil
ekil 1.7. de Akıllı ev sisteminin yangın söndürme ünitesinin çalışmasına
çalı
ilişkin
kin blok diyagramı gösterilmektedir.
göst
Şekil 1.7. PLC Kontrollü akıllı ev
e sistemi yangın söndürme sistemi blok diyagramı
d
9
1.8.Havalandırma
Havalandırma Sistemi
Akıllı ev sistemimizde sıcak günlerde klimanın açılması ya da kapanması gibi
problemimiz bulunmamaktadır. Sistemde bulunan sıcaklık ölçer ortam sıcaklığını
sıcaklı
ölçerek
PLC ye bilgi olarak gönderir. PLC bu bilgiyi kontrol biriminde dereceye çevirerek ortam
sıcaklığının
ının kaç derece olduğunu
oldu unu belirler ve sonuç olarak yazar. Sistemde bizim
tarafımızdan belirlenen sıcaklık aralıkları bulunmaktadır.
bulunmaktadır. Klimaların bu sıcaklıklar
arasında devreye girmesini ve devreden çıkmasını sağlayabilmekteyiz.
sa layabilmekteyiz. Yapmamız
gereken tek şey
ey klimalar hangi sıcaklıkta devreye girsin hangi sıcaklıkta devreden çıksın
set değerlerini
erlerini belirlemektir. Buna istinaden PLC nin kontrol
kontrol birimi bir karşılaştırma
kar
yapacaktır. Karşılaştırma
tırma sonucu eğer
e
klimanın çalışması
ması gerekiyorsa PLC nin kontrol
birimi otomatik olarak klimayı devreye sokacaktır. Sıcaklık değeri
de
yine bizim
tarafımızdan belirlenen sıcaklığa
sıcaklı
ulaştığı anda otomatik olarak devreden
evreden çıkacaktır.
Bunun yanı sıra kullanıcılar PLC bağlı
ba lı kalmaksızın klimaları devreye alıp devreden
çıkartabilme imkânına
nına sahip olacaklardır. Söz konusu çalışma
ma durumu kullanıcılar
tarafından belirlenmişş olan zaman aralığında
aralı
gerçekleşecektir. Diğer
ğer zamanlarda
zam
çalışma
olmayacaktır. Ayrıca odanın boş
bo olduğuu durumlarda klima yine devre dışı
dı kalacaktır.
Şekil
ekil 1.8. de akıllı ev sisteminin havalandırma biriminin çalışmasına
şmasına ilişkin
ili
blok
diyagramı gösterilmektedir.
lmektedir.
Şekil 1.8. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi havalandırma sistemi blok diyagramı
d
10
1.9.Bahçe
Bahçe Aydınlatma Kontrolü
Tasarladığımız
ımız akıllı ev sisteminde bahçemizde bulunan aydınlatma gereçlerini de kontrol
altında tutmaktayız. Böylelikle ne zaman yanacak ne zaman sönecek düşüncesini
dü
ortadan
kaldırmış bulunmaktayız.
ulunmaktayız. Bahçede bir aydınlık ölçer bulunmaktadır. Aydınlatmalarda bu
aydınlık ölçere bağlıdır.
lıdır. Aydınlık ölçer ortamın yeterince karanlık olduğuna
oldu
olduğ
karar verdiği
anda bahçe aydınlatmaları direk devreye girecektir. Kullanıcılar istemeleri durumunda
karanlık
nlık olmasa bile panel üzerinden bahçe aydınlatmalarını çalıştırıp
çalı tırıp durdurma imkânına
sahip olacaklardır. Ayrıca bahçe aydınlatmamız için panel üzerindeki menü yardımıyla,
ortamın karanlık olmasına rağmen
ra men belirli bir saatten sonra sönmesi de sağlanabilmektedir.
sa
Örneğin
in ortam yeterince karanlık oldu ve aydınlatmalar devreye girdi. Saat 00:00 den
sonra yanmasına gerek olmadığı
olmadı ı için sistem aydınlatmaları otomatik olarak durdurarak
sabaha kadar yanmasının önlemiş
önlemi olması nedeniyle aynı zamanda enerji tasarrufu da
d
sağlamış olacaktır. Ayrıca hırsız sensörü aktifleştiği
aktifle i anda yani sistem, koruma bölgemizde
bir hırsız algılamışsa
sa dış aydınlatmalar ve iç aydınlatmalar direk devreye girecektir. Ve
kullanıcıların görüş alanının oluşması
olu
sağlanacaktır.
lanacaktır. Bahçe aydınlatma biriminin
bi
çalışmasına
na ait blok diyagramı Şekil 1.9. da gösterilmektedir.
Şekil 1.9. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi bahçe aydınlatma kontrol sistemi blok
b
diyagramı
11
1.10.Hırsız
Hırsız Alarmı Olarak Kullanımı
K
Giriş sensörü eve girişş yapanları sayarken çıkış
çıkı sensörüde evden çıkanları saymaktadır.
Bu sayede giriş yapanlarla çıkış
çıkı yapanların sayısını karşılaştırmamıza
tırmamıza imkân vermektedir.
Karşılaştırma
tırma sonucu giriş yapanların sayısı çıkış yapanların sayısına eşit
eş ise eğer ev boş
demektir. Bu aşamada
amada hırsız alarm sistemi
sistemi devreye girmektedir. Sistem tamamen
otomatikteyken herhangi bir şifre
ifre girilmeden kapının açılması durumunda kapı zorla
açılmıştır. Veya şifre
ifre girilmedi kapıda açılmadı ev boş
bo durumda içerideki hırsız sensörler
herhangi bir hareket algılaması durumunda
durumunda içeride tanımlı olmayan kişi
kiş ya da kişiler var
demektir. Sistem bunu da hırsız olarak algılayacak ve alarm verecektir. Ayrıca sistem
bizim tarafımızdan belirlenen saatler arasında otomatik olarak devreye girme şartının
yanında istememiz durumunda bizim tarafımızdan manüel olarak da devreye alınaalına
bilecektir. Örneğin
in gece 00:00 ile sabah 6:30 arasında sistem alarmı otomatik olarak
devreye alacaktır. Kullanıcılar evden çıktıkları zaman koruma sistemini aktifleştirdikleri
aktifle
zaman bahçe giriş kapısından şifreli giriş yapıldığıı takdirde koruma, otomatik olarak pasif
duruma geçecektir. Yukarıdaki sebeplerden herhangi birinden dolayı alarm oluşursa
olu
alarm
çıkışımız
ımız set olacaktır. Ve bu sebebin ortadan kalkması alarmı pasif duruma getirmeyecek
olup, Alarmın pasif duruma
uma gelebilmesi için şifre sahibi bir kişinin
inin gelerek şifresini doğru
girip alarm Reset butonuna basması gerekmektedir. Alarm sisteminin çalışma
çalı
blok
diyagramı şekil
ekil 1.10. da gösterilmektedir.
Şekil 1.10. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi hırsız alarm sistemi blok diyagramı
iyagramı
12
1.11. Pencerelerin Kontrolü
Tasarlamış olduğumuz
umuz sistemde perde ve panjurları da kontrol altında tutmaktayız. Evde
kimsenin olmadığıı bir zamanda yağmur
ya
yağarsa
arsa pencerelerin açık kalması her evin
korkusudur. Oysa akıllı ev sistemi bu problemi ortadan kaldırmaktadır. Evden
ayrıldığımız anda ev boşş kalmışsa
kalmı veya evde olduğumuz
umuz zamanlarda yağmur
yağ
algılayıcıları
yağmur
mur algıladıkları anda otomatik olarak pencerelerin kapanmasını sağlayacaktır.
sa
sağ
Bunun
yanı sıra evde olduğumuz
umuz halde
ha
yağmurda yağmıyorsa
mıyorsa ve pencereler açık kalmışsa
kalmı
bizim
belirlediğimiz
imiz zamanda pencerelerimiz otomatik olarak kapanacaktır. Bütün bunların
dışında
ında kullanıcılar panel üzerindeki butonlarla istedikleri zaman pencereleri açıp
kapatabileceklerdir. Ayrıca bu açıp kapatma işlemi
lemi pencerenin tamamen açılması ya da
kapanması durumunu sağlamasına
ğlamasına gerek yoktur. Đstenilmesi
stenilmesi durumunda yarıya kadar veya
çeyreğee kadar açılabilecektir. Bütün bunların yanında sabahları gün ışığından
ı
ış
da en iyi
şekilde
ekilde yararlanmak mümkün olacaktır.
olacaktır. Kullanıcılar tarafından ayarlanabilen bir zaman
da pencereler otomatik olarak açılacak ve belirlenmiş
belirlenmi olan süre kadar evi
havalandıracaktır. Şekil
il 1.11 de pencere kontrol sisteminin çalışmasına
şmasına ilişkin
ili
blok
diyagramı gösterilmektedir.
Şekil 1.11. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi pencere kontrol sistemi blok
diyagramı
iyagramı
13
1.12. Uzaktan Đzleme
zleme Yöntemi
Akıllı evimizi dışarıdan
arıdan işteyken
iş
seyahatte ya da başka
ka bir yerdeyken neler olduğunu
oldu
ne
gibi değişkenlerin değiş
ğiştiğini bir başka bilgisayarımızdan, akıllı telefonlardan
izleyebilmekteyiz. Ya da biz evde varmış
varmı gibi kendimiz bazı değişkenleri
şkenleri değiştirip
de
evde
varmış gibi gösterebilme imkânımız olacaktır. Örneğin
Örne in belirli bir saatte bütün ışıkların
ı
kapanması, hareket algılandığında
algılandı
ışıkların açılması, mevcut
cut ortam sıcaklığını
sıcaklı
ve buna
bağlı
lı olarak nelerin çalıştığını
çalıştığ ya da çalışmadığını,
ını, ne zaman devreye gireceklerini gibi
birçok şeyi
eyi izleme imkânımız olacaktır. Bütün bunları yapabilmemiz için mevcut scada
bilgisayarımızın internete bağlanmış
ba
olması yeterli olacaktır. Uzaktan izleme sistemine
ilişkin blok diyagramı Şekil 1.12 de gösterilmektedir.
Şekil 1.12. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi uzaktan izleme ve kontrol sistemi blok
b
diyagramı
14
2. TASARIM
Hızla gelişen teknoloji insanların hayatlarını kolaylaştırmak amacıyla uygulamaya yönelik
sistemler geliştirilmiştir. Bunlardan bir tanesi de akıllı sistemleridir. Akıllı sistemler
sayesinde kullanıcılar enerji tasarrufu sağlamakla birlikte daha güvenli ve daha konforlu
yaşam standardına kavuşmaktalar. Bitirme tezim olarak yapmakta olduğum PLC kontrollü
akıllı ev sisteminde insanların günlük yaşantılarını kolaylaştıracak ve yaşam standardını
artıracak yöntemler ele alınarak çalışma biçimleriyle açıklanmaktadır.
2.1.Katkılar
Yapmakta olduğum PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesindeki hedef kullanıcıların
evlerine giriş çıkışları kontrol altına almalarını, bahçe sulamak, ışık açmak ve kapatmak
gibi günlük işlerini sistem sayesinde kolaylıkla yapabilmelerini, hırsız alarm devresi
sayesinde tedirgin oldukları durumları ortadan kaldırmak gibi işlemleri akıllı sistemimizin
yapabiliyor olması nedeniyle kullanıcılara yüksek yaşam standardı ve yüksek yaşam
kalitesi sunmaktadır.
2.2.Yöntem
Şekil 1.12’de gösterilen şema yapmakta olduğum projede referans olarak aldığım temel
şemadır. Projenin kontrolünün tamamı PLC üzerinden sağlanmaktadır. Bu kontrolün akış
diyagramını ve sistemin hangi değerler arasında çalıştığını hangi konumunun aktif
olduğunu bilgisayarımız üzerinden görebilmekteyiz. Ayrıca sisteme internet üzerinden
başka bir bilgisayar, cep telefonu ya da tablet bilgisayarlar ile herhangi bir yerden de
bağlanarak sistemi kontrol etme imkanımızda olacaktır. Bunun için ana bilgisayarımızın
sadece internet bağlantısının olması yeterlidir. Projede yer alan PLC ve SCADA Ethernet
üzerinden haberleştiğinden istenilmesi durumunda bir network ağı kurularak sistem tüm
ağdan kontrol edilebilecektir. PLC tarafından yapılan işlemlerin işleyişi SCADA
bilgisayarı tarafından görsel olarak görüntülenmektedir. Ayrıca sistemin yapmış olduğu
çalışmalar kayıt altında tutularak istenildiği zaman erişim imkanı sunmaktadır.
15
2.3.Çalışmalar
Projenin tasarımından uygulanma aşamasına kadar yapılacak olan çalışmaları bir program
dahilinde işlenmiştir. Söz konusu çalışmaların yer aldığı Çizelge 2. EK-1 de
verilmektedir.
2.3.1. Tasarım
Bu kısımda projenin hangi çalışma durumlarının içereceği, nelerin referans alınacağı ve
nasıl yapılacağı gibi konuların araştırılması ve yapılabilirlik açısından değerlendirilerek
PLC Kontrollü akıllı ev sistemine uygulanması incelenmektedir.
2.3.2. Senaryonun Oluşturulması
Tasarım başlığı kısmında yapılmaya karar verilmiş olan kısımların kullanıcılar açısından
daha verimli kullanılabilmesi için nasıl çalışması gerektiği ve hangi şartlara bağlı olması
gerektiği incelenerek sistemin çalışma ilkesi oluşturulmaktadır. Daha sonra oluşturulan bu
çalışma şekli PLC yazılımında yol gösterici olarak kullanılacaktır.
2.3.3. Akış Diyagramının Oluşturulması
Senaryosu oluşturulan sistemin okuyucular tarafından daha net anlaşılabilmesini sağlamak
açısından blok şemalar halinde bir çizelgeyle ifade edilerek bu blok şekiller sayesinde
başlık altındaki yazıların okunmasına gerek kalmadan bu konuyla ilgili gerekli bilgiyi
algılayabilmeleri hedeflenmiştir.
2.3.4. Malzeme Seçilmesi
PLC Kontrollü akıllı ev sistemi projesinde kullanacağım her bir malzemenin diğer
malzemelerle uyum sağlaması gerekmektedir. Bu sebeple malzemelerin seçilmesi hususu
16
önemlidir. Malzeme seçimi esnasında ihtiyacımıza cevap verebilecek ve ekonomik
malzemeler seçilmesi için çalışmalar yapılmaktadır. Đhtiyacımıza cevap verebilecek bir
malzeme bulunamadığı zaman onun yerine kullanılabilecek farklı özellikteki malzemenin
genel araştırmasının ve problemin en kısa sürede çözülmesini amaçlayarak böyle
çalışmaya yer verilmektedir.
2.3.5. Malzemelerin Fiyatlandırılması
Malzeme seçimi işleminin tamamlanmasının ardından kesin olarak kullanmaya karar
verdiğimiz malzemelerin geniş çaplı fiyat araştırması yapılarak, bu malzemeler en
ekonomik bir şekilde nereden ve nasıl temin edilir. Sorularını ayrıntılı bir şekilde
araştırdığım çalışma başlığıdır.
2.3.6. Elektriksel Projenin Çizilmesi
PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesinin elektriksel bağlantılarının yapılabilmesi için
öncelikle projenin çalışma ilkesine uygun olarak elektriksel projesinin çizilmesi
gerekmektedir. Çizilen bu proje referans alınarak yapılan projenin elektrik bağlantıları
yapılmaktadır. Sistemin çalışmasına ilişkin çizilen elektrik projesi EK-2 de verilmektedir.
2.3.7. Üretim
Elektriksel projesi de tamamlanmış olan tasarım projesinin montaj ve kablo bağlantıların
yapılabilmesi için ayrılan çalışma kısımdır. Oluşturulan tasarımın gerçeğe dönüşmesi bu
çalışma kısmında yapılmaktadır. Üretim tamamlandıktan sonra sistemin mekaniksel
olarak doğru çalışıp çalışmadığı testlerinin de bu çalışma başlığı altında yapılması
sağlanmıştır.
17
2.3.8. PLC Seçimi
Bu çalışma başlığı altında hazırlamış olduğum projede kullandığım fiziksel değişkenlerin
sayısı göz önünde bulundurularak ihtiyacım olan dijital giriş sinyallerinin sayısı, dijital
çıkış sinyallerinin sayısı, analog giriş sinyallerinin sayısı ve analog çıkış sinyallerin sayısı
belirlenerek bu doğrultuda ihtiyaç duyulan CPU ve gerek varsa ihtiyaç duyulan ek
genişleme modüllerinin ve PLC nin çalışma gerilimleri belirlenmektedir.
2.3.9. PLC Yazılımının Yapılması
Üretimi tamamlanmış olan projenin oluşturmuş olduğum senaryo doğrultusunda
çalışabilmesi için gerekli olan PLC yazılımının oluşturulması bu çalışma başlığı altında
yapılmaktadır. Projenin çalışması için yazılmış olan PLC programı EK-3 de
verilmektedir.
2.3.10. SCADA Yazılımının Yapılması
Projenin bilgisayar ekranında görsel olarak izlenebilmesi için oluşturulması gereken
alandır. Bu alanda kullanıcıların PC ekranında görebilecekleri, değiştirebilecekleri,
göremeyecekleri, değiştiremeyecekleri ve yetkilerine göre kontrol edebilecekleri
değerlerin oluşturulması ve görsel açıdan hoş bir görüntü tasarımının yapılması işlerine
ayrılan zamanı bu çalışma başlığı altında gerçekleştirilmiştir.
2.3.11. Ölçümler ve Test Sonuçlarının Đncelenmesi
Oluşturmuş olduğum sistemin çalıştırılarak elde edilen sonuçların hazırlanmış olan
çalışma senaryosuna uygun olup olmadığını incelemek temel amaçtır. Senaryoya
uymayan kısım varsa buralar tespit edilerek, yeniden programlanması için mevcut
yazılım yeniden düzenlenmesi suretiyle bu çalışmaya ihtiyaç duyulmaktadır.
18
Ayrıca bu çalışma esnasında sistemin çalışmasında meydana gelen mantık
hatalarının da giderilmesi esas amaç olmuştur.
2.3.12. PLC Scada ve PC Arasındaki Haberleşmenin Sağlanması
Kullanmakta olduğumuz PLC deki bazı değişkenlerin dışarıdan değiştirilmesine olanak
sağlanacak olup bu değişkenler Scada yazılımı üzerinden PC den gerçekleştirilecektir. Bu
işlemin gerçekleşebilmesi için PC Scada ve PLC aynı protokol üzerinden haberleşmesi
gerekir. Bu haberleşme kısmının gerçekleştirilmesi için yapılan çalışmadır.
2.4.Çalışma Takvimi
PLC Kontrollü akıllı ev sistemi projesinin başlangıcından teslimine kadar olan süre belirli
bir kural ve disiplin ile kontrol altında tutulmaktadır. Hangi işe ne zaman başlanacak, ne
zaman bitirilecek gibi bilgiler bu tablo doğrultusunda yapılmaktadır. Söz konusu tablo
Çizelge 3 olarak EK-4 de verilmiştir.
2.5.Başarı Ölçütleri Standartlar ve Kısıtlar
Projemizin başarı ölçütleri, uygulanabilirliği, sürekliliği ve kısıtlar formu ayrıntılı olarak
doldurulup EK-6’de verilmiştir.
2.6.Araştırma Olanakları
Gelişmeye açık bir sistem olduğu için araştırma olanakları oldukça fazladır. Bu proje PLC
ile tasarlanmıştır. Geliştirilerek farklı program ile de tasarlanabilir.
19
2.7.Malzeme Teçhizat Olanakları
PLC Kontrollü Akıllı Ev Sistemi projesinde kullanılan malzemeler piyasada aktif olarak
kullanılan ve kolaylıkla temin edilebilen ürünlerdir. Söz konusu ürünlerin fiyat ve adet
miktarlarını ayrıntılı olarak hazırlamış olduğumuz Çizelge 4 olarak EK-5’de verilmiştir.
20
3. SONUÇLAR
PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesi 24 adet dijital girişi,
giri i, 16 adet dijital çıkışı
çıkı ve 2 adet
analok girişii bulunan bir PLC ile kontrol edilmektedir. Sistem içerisinde 7 adet kapasitif
algılama sensörü, 2 adet aydınlık sensörü 2 adet sıcaklık sesnsörü kullanılarak gerçek
zamanlı değişkenlerin
kenlerin PLC ve kontrol bilgisayarına iletilmesi sağlanmış
sa lanmıştır. Tamamlanmış
olan projede elektriksel bağlantıların
bağ
yapıldığıı 40x60 ebatlarında bir elektrik panosu ve
42,5x44,5 ebatlarında bir kontrol plakası
plakası bulunmaktadır. Kontrol plakası üzerinde, gerçek
zamanlı fiziksel değişkenler
şkenler
kenler bulunmaktadır. Bu kısımdan PLC’ye fiziksel değişkenler
de
gönderilerek sistemin çalışması
çalışması mevcut bilgisayar üzerinden izlenebilmektedir. Elektrik
panosu üzerinde mevcut değişkenlerin
de
enlerin durumlarını belli eden sinyal lambaları
bulunmaktadır. Amaç
maç bu sinyal lambalarının hepsinin sönük olmasıdır. Aktif olan sinyal
lambası o anda çalışmakta
makta olan değişkenin
de kenin bilgisini göstermektedir. Sinyal lambalarının
hepsinin sönük olması demek kontrol
kontr sağlanıyor
lanıyor olması demek anlamı taşımaktadır.
ta
Aynı
zamanda elektrik panosu üzerinde 6 adet yaylı buton bulunmaktadır. Bu
B butonlar aracılığı
ile PLC fiziksel değişkenler
kenler gönderilmektedir. Söz konusu butonların kullanım amacı ise
sistemde kullanmak istediğimiz
istediğimiz bazı elemanlarının pahalı olması sebebiyle ekonomiklilik
göz önünde bulundurularak bu yöntem kullanılmıştır.
kullanılmı
Elektriksel bağlantıların
bağ
yapıldığı
pano ile sensörleri tutan plakanın görüntüsü Şekil 3’de verilmiştir.
Şekil 3. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi
s
görüntüsü
21
4. YORUMLAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik & Elektronik Mühendisliği
bölümünde bitirme projesi olarak tasarlamış olduğum PLC kontrollü Akıllı Ev Sisteminde
kullanmış olduğum PLC nin markasının Telemecanique olarak seçilmesi yapmış olduğum
fiyat araştırması sonunda en ekonomik olarak söz konusu marka olmasından ileri
gelmektedir. Projemde kullandığım SCADA programının Vijeo Citect olarak seçilmiş
olması 2009 yılında Schneider Elektrik kurumunda söz konusu programın eğitimini almış
olmam neticesinde programa ait temel bilgilerin daha önceden edinilmiş olması nedeniyle
bitirme projesini söz konusu programla yapıyor olmam sayesinde kendimi söz konusu
programda geliştirmeyi hedeflemiş olmamdır. Sonuç olarak bu hedef pozitif sonuç
vermiştir. Projede şalt malzeme olarak Telemecanique ürünlerin kullanılması ise yüksek
miktarda fiyat indirimi sağlamış olmalarından kaynaklanmaktadır. Yine projede
kullanılan bazı malzemelerin Klemsan marka olması ilgili malzemenin Klemsan elektrik
tarafından ücretsiz olarak gönderilmiş olmasıdır.
Projede yer alan nem sensörleri yerine nem sensörlerinin pahalı olması yüzünden yaylı
butonlar kullanılarak projenin daha ekonomik hale getirilmesi sağlanmıştır. Akıllı ev
sisteminin kontrol birimlerinden olan garaj kontrolünde plaka tanıma sisteminin
maliyetinin fazlama olması nedeniyle bunun yerine kumandalı sistem tasarlanmış ve
maliyeti düşürmek amacıyla kumanda tasarlanmamış olup, yerine yaylı buton
kullanılmıştır.
Projenin tasarımı aşamasında elektrik panosu içerisinde kullanılan kablo renkleri “Bazı
panolarda 24V, 220V gibi farklı gerilim değeri ya da D.A. A.A gibi farklı türde akım
taşıyan kumanda kabloları aynı kanalda bulunabilir. Böyle durumlardaki kablolar ise
farklı renklerde olmalıdır.” [3]. Buna istinaden elimizde var olan siyah, mavi, kırmızı ve
gri renkli kabloları, 220VAC faz rengi siyah, Nötr rengi mavi olacak şekilde
kullanılmıştır. Aynı pano içerisinde yer alan 24VDC gerilimi için ise +24VDC için
kırmızı -24VDC için gri renkte kablo kullanılmıştır. Kaynak [3]’ den alınmış olan
ibarenin TSE’ya ait bir standart ya da bir yönetmelik olduğu düşünülmektedir. Ancak
yapmış olduğum araştırmalar sonucunda maalesef hangi yönetmelikte yada standartta yer
aldığını belirleyememiş bulunmaktayım.
22
PLC ve genişleme modülü siparişi verilmesi esnasında genişleme modülünün referans
numarasının yeni üretilmiş olan bir modüle ait olduğu anlaşılamamış olmasından dolayı
almış
dolduğumuz
genişleme
modülünün
bilinen
programlama
arayüzünde
programlanamayışı problemiyle karşılaşılmıştır. Problemin çözümü için yazılımın,
genişleme modülüne ait kısmı söz konusu genişleme modülünü destekleyen bir başka
arayüz programıyla yazılmıştır. Yeni programın kullanımı esnasında zorluklar
yaşanılmıştır.
23
KAYNAKLAR
[1] D. H. Stefanov, Z. Bien ve W. Chul Bang, “The smart house for older persons and
persons with physical disabilities” , IEEE Transactions on Neural Systems and
Rehabilitation Engineering, 12 (2), 228 (2004).
[2] L. Jiang, D. Y. Liu ve B. Yang, “Smart home research”, Proceedings of the Third
International Conference on Machine Learning and Cybernetics, Shanghai, 659-663
(2004).
[3] MEGEP, Elektrik Elektronik Teknolojileri Pano Kablo Montajı, Ankara, 2007
24
5. EKLER
5.1. Çalışmalar
5.2. PLC Kontrollü Akıllı Ev Sisteminin Elektriksel Projesi
5.3. PLC Kontrollü Akıllı Ev Sisteminin PLC Yazılımı
5.4. Çalışma Takvimi
5.5. Malzeme ve Techizat Listesi
5.6. Standartlar ve Kısıtlar Formu
.
25
EK-1 Çalışmalar
Çizelge 2 de çalışmalar
Çizelge 2. PLC Kontrollü akıllı ev sisteminin başlangıç aşamasından sonuç kısmına
kadar yapılacak olan çalışmalar
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Đşin Adı
Tasarım
Senaryonun Oluşturulması
Akış Diyagramı Oluşturulması
Malzeme Seçilmesi
Malzeme Fiyatlandırılması
Projenin Çizilmesi
Üretim
PLC Seçimi
PLC Yazılımının Yapılması
Scada Yazılımının Yapılması
Ölçümler ve Test Sonuçlarının Đncelenmesi
PLC Scada ve PC Arası Haberleşmenin Sağlanması
EK1- 1
EK-2 PLC Kontrollü Akılı Ev Sisteminin Elektriksel Projesi
EK2-1
EK2-2
EK2-3
EK2-4
EK2-5
EK2-6
EK2-7
EK2-8
EK2-9
EK-3 PLC Kontrollü Akıllı Ev Sisteminin PLC Yazılımı
EK3-1
EK3-2
EK3-3
EK3-4
EK3-5
EK3-6
EK3-7
EK3-8
EK3-9
EK3-10
EK3-11
EK3-12
EK3-13
EK3-14
EK3-15
EK3-16
EK3-17
EK3-18
EK3-19
EK3-20
EK3-21
EK3-22
EK3-23
EK3-24
EK3-25
EK3-26
EK3-27
EK3-28
EK3-29
EK3-30
EK3-31
EK3-32
EK3-33
May
ıs
Nisan
Mart
Şubat
Ocak
Aralık
3.Hafta
4.Hafta
1.Hafta
2.Hafta
3.Hafta
4.Hafta
1.Hafta
2.Hafta
3.Hafta
4.Hafta
1.Hafta
2.Hafta
3.Hafta
4.Hafta
1.Hafta
2.Hafta
3.Hafta
4.Hafta
1.Hafta
2.Hafta
3.Hafta
4.Hafta
1.Hafta
2.Hafta
3.Hafta
EK4-1
Haberleşmenin
Sağlanması
Ölçümler ve Test
Sonuçlarının
Đncelenmesi
Scada Yazılımının
Yapılması
PLC Yazılımının
Yapılması
PLC Seçimi
Üretim
Projenin Çizilmesi
Malzeme
Fiyatlandırılması
Malzeme
Seçilmesi
Akış Diyagramı
Oluşturulması
Tasarım
Senaryonun
Oluşturulması
EK-4 Çalışma Takvimi
Çizelge 3. PLC Kontrollü akıllı ev sistemin projesinin çalışma takvimi
EK-5 Malzeme Teçhizat Olanakları
Çizelge 4. PLC Kontrollü akıllı ev sistemi projesinin malzeme listesi
MARKA
AÇIKLAMA
Emas
Telemecaniqıe
Telemecaniqıe
Telemecaniqıe
Telemecaniqıe
Phoneix
Telemecaniqıe
Klemsan
Klemsan
2X20A Ana Şalter
2X10A Sigorta 6KA Otomat
2X16A Sigorta 6KA Otomat
Yeşil Sinyal Lambası
Yeşil Yaylı Buton
STTB- 2,5 KLEMENS
M18 Kapasitif Sensör
Delikli Kablo Kanalı
Kablo Kanal Kapağı
1mm2 Nyaf Mavi Kablo
1mm2 Nyaf Kırmızı Kablo
1 mm2 Đzoleli Yüsük
24 VDC Slim Role
220VAC/24VDC
Güç
Kaynağı
PG16 Kablo Rekoru
PG16 Körleme Tapa
Pano Đçi Topraklı Priz
2,5x94 mm 1000’lik Kablo
Bağı
Yapışkan Kroşe
Delikli Montaj Rayı
60X50X17,5 Plastik Pano
Yağmur Sensörü
Duman Dedektörü
Aydınlık Ölçer (CDS)
Analok Sıcaklık Ölçer PTC
Pano Üzeri Buton Etiketi
Pano Đçi Etiket
24 V DC (7 modül takılabilir)
24 14R + 2T Klemens
12 bit 4 (0-10V, 4-20mA) 2
(0-10 V, 4-20 mA) Klemens
ŞAFAK
Phoneix
Meanwell
ORTAÇ
ORTAÇ
Klemsan
Klemsan
Klemsan
Klemsan
Çetinkaya
Telemecaniqıe
Telemecaniqıe
EK5-1
ADET
BĐRĐM
FĐYAT
ĐSK.
NET
FĐYAT
TUTAR
1
1
2
16
6
50
8
2
2
100
100
500
4
1
10,91
32,60
32,60
4,30
5,34
2,99
60,00
6,50
2,89
0,30
0,30
0,02
23,75
65,00
30
44
44
70
30
45
70
45
45
40
40
35
45
35
7,64
18,26
18,26
1,29
3,74
1,64
18,00
3,58
1,59
0,18
0,18
0,01
13,06
42,25
7,64
18,26
36,51
20,64
22,43
82,23
144,00
7,15
3,18
18,00
18,00
7,48
52,2
42,2
8
6
1
1
1,00
0,85
17,00
10,40
30
30
45
45
0,70
0,60
9,35
5,72
5,60
3,57
9,35
5,72
1
2
1
1
1
2
2
20
30
1
63,70
4,30
110,00
10,62
28,00
17,50
165,0
0,50
0,25
970,0
45
45
35
0
0
0
0
0
0
70
35,04
2,37
71,50
10,62
28,00
17,50
165,0
0,50
0,25
291
35,0
4,73
71,5
10,6
28,0
35,0
330
10,0
7,50
291
1
575,00
70
172,5
172,5
KaradenizTeknikÜniversitesi
MühendislikFakültesi
Elektrik-ElektronikMühendisliğiBölümü
STANDARTLAR VE KISITLAR
FORMU
EK-6 Standartlar ve Kısıtlar Formu
1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.
Akıllı ev sistemi projemiz, gerçekleştirilmesi ve geliştirilmesi mümkün olan ve
insanlar için yüksek yaşam standardı ve kalitesi sağlayabilecek sistemdir.
2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?
Akıllı ev sistemi projesinde çözüm gerektirecek bir problem ile karşılaşılmamıştır.
3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız mı?
PLC Dersi; bu ders kapsamında öğrenmiş olduğumuz programlama teknikleri
projemizin tamamında kullanılmıştır.
Kontrol Sistemleri Giriş Dersi; bu ders kapsamında öğrenmiş olduğumuz blok
diyagram
oluşturma
teknikleriyle
projede
yer
alan
akış
diyagramları
oluşturulmuştur.
4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?
PLC kontrollü akıllı ev sistemin elektriksel projesinin oluşturulmasında yer alan
kumanda elemanlarının sembolleri TSE standardına uygun olarak çizilmiştir.
Projenin elektrik montajının yapıldığı panoda kullanılan “Bazı panolarda 24V,
220V gibi farklı gerilim değeri ya da D.A. A.A gibi farklı türde akım taşıyan
kumanda kabloları aynı kanalda bulunabilir. Böyle durumlardaki kablolar ise
farklı renklerde olmalıdır.” [3]. Bu durum için elimizde var olan siyah, mavi,
kırmızı ve gri renkli kablolar 220VAC faz rengi siyah, Nötr rengi mavi olacak
şekilde kullanılmıştır. Aynı pano içerisinde yer alan 24VDC gerilimi için ise
+24VDC için kırmızı -24VDC için gri renkte kablo kullanılmıştır.
KaradenizTeknikÜniversitesi
MühendislikFakültesi
Elektrik-ElektronikMühendisliğiBölümü
STANDARTLAR VE KISITLAR
FORMU
5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?
a)
Ekonomi
Projede kullanılması gereken nem sensörünün maliyetinin fazla olması
nedeniyle daha ekonomik olan yaylı butonlar kullanılmıştır. Ayrıca projede
yer alan garaj kontrolü biriminde taşıt tanıma sisteminin maliyetinin fazla
olması nedneiyle kumandalı sistem olarak düşünülmüş ancak bir kumanda
tasarımı yapılmamıştır ekonomik açıdan daha ucuz olacağından dolayı
kumanda işlevi yerine bir yaylı buton kullanılmıştır.
b)
Çevre sorunları:
PLC kontrollü akıllı ev sistemi olarak tasarlanan projenin çevreye herhangi
bir yan etkisi bulunmamaktadır. Ancak çevre şartlarına göre çalışma ilkeleri
bulunmaktadır.
c)
Sürdürülebilirlik:
PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesi sürdürülebilirlik açısından pozitif
etkilere sahiptir. Đleride uygulanmak istenmesi durumunda sistemin
uygulanabilmeis mümkündür. Ayrıca insanlara daha iyi yaşam standardı ve
yaşam kalitesi sağlaması yönünden tercih edilebilirliği de söz konusu
olmaktadır. .
d)
Üretilebilirlik:
Proje üretilebilirlik açısından gerçekçi bir proje olmakla birlikte teknik
olarak ve fiziki olarak gerçeklenebilmesinde bir problem söz konusu değildir.
Ekonomiklik açısından yapılan bir araştırmanın ardından insanlar güvenle
sPLC kontrollü akıllı ev sistemini üretebilir ve kullanabileceklerdir. Bu
hususta herhangi bir problem söz konusu değildir.
e)
Etik:
PLC kontrollü akıllı ev sistemi projesinde herhangi bir etik sorunu söz
konusu değildir.
KaradenizTeknikÜniversitesi
MühendislikFakültesi
Elektrik-ElektronikMühendisliğiBölümü
STANDARTLAR VE KISITLAR
FORMU
f) Sağlık:
PLC Kontrollü akıllı ev sistemi projenin kullanıldığı yerlerde insan ve diğer
canlılar üzerinde yan eti oluşturacak herhangi bir problemi söz konusu
değildir.
g) Güvenlik:
PLC
kontrollü
akıllı
ev
sistemi
kullanıcıların
güvenliğini
de
sağlayabilmektedir. Ancak sistemin internet yoluyla kontrol edilebiliyor
olması internet sistemimizin kötü amaçlı kullanıcıların eline geçmesi
durumunda mevcut bütün internet alemini tehldir eden bir güvenlik açığı
ortaya çıkmaktadır.
h) Sosyal ve politik sorunlar:
PLC kontrollü akıllı ev sistemi Sosyal ve politik bir sorun teşkil
etmemektedir.
Projenin Adı
PLC Kontrollü Akıllı Ev Sistemi
Projedeki Öğrencilerin adları
Cemil DEMĐR
Tarih ve Đmzalar
31.05.2013
ÖZGEÇMĐŞ
11.12.1988 tarihinde Đstanbul Gaziosmanpaşa doğumlu olup 95/96 eğitim ve öğretim yılında
50.yıl ilköğretim okulunda eğitim hayatına başlamıştır. 2003/2004 eğitim ve öğretim yılında
ilköğretim eğitimini bitirip Küçükköy Anadolu Meslek Teknik Ve Endüstri Meslek Lisesinin
Teknik lise Elektrik Bölümünde eğitim yapma hakkı kazanarak orta öğretim eğitimine bu
okulda devam etmiştir. Lise 3.sınıfta iken Leonardo DA Winchi projesi kapsamında
yurtdışında staj yapma hakkı kazanmış olup 26 MART 2006 tarihinde lise stajını yapmak
üzere Đngiltere’ye gitmiş ve lise stajını Đngiltere’de tamamlamıştır. 2007 Yılında
ortaöğretimden mezun olarak eğitim hayatına 1 yıl ara verip, Đstanbul’da bir otomasyon
şirketinde iş başı yapmıştır. Meslek hayatının 1. yılının sonunda 2008/2009 eğitim ve öğretim
yılında Afyon Kocatepe Üniversitesi Afyon Meslek Yüksek Okulu Elektrik Bölümünde
okuma hakkı kazanarak ön lisans eğitimine başlamıştır. 2010 yılın’ da bu bölümü 2. olarak
bitirerek Dikey Geçiş Sınavı sonucu Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
Elektrik Elektronik mühendisliği bölümünde okuma hakkı kazanarak 2. sınıftan eğitime
başlamış olup şuan bu bölümün 4. sınıfında eğitim görmektedir. Üniversite stajını Đstanbul’da
otomasyon şirketinde tamamlamıştır.
Đngiltere, Kıbrıs, Pakistan, Azerbaycan ve Rusya’da yurtdışı deneyimi bulunmaktadır
Download